JP4544242B2 - Display device - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置およびその製造方法に関し、具体的には、液晶表示装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a display device and a manufacturing method thereof, and more specifically, to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.

液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、ノート型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション用の表示装置、携帯情報端末(Personal Digital Assistant:PDA)、携帯電話等に広く用いられている。この液晶表示装置には、大きく分けて、バックライトからの光を制御して表示を行なう透過型と、太陽光などの外光を反射して表示を行なう反射型、また、最近は、その両者の特徴を併せ持つ併用型と呼ばれる表示装置がある。
これらの表示装置は、その用途から低消費電力が求められ、そのため、バックライトの利用効率を最大限にするように、高開口率が求められる。また、併用型においては、同一画素に透過部と反射部を形成し、画素内に多機能を備えるため、出来る限り有効にスペースを使う必要がある。
Liquid crystal display devices are widely used in notebook personal computers, display devices for car navigation, personal digital assistants (PDAs), mobile phones, etc., taking advantage of their thinness and low power consumption. . This liquid crystal display device can be broadly divided into a transmissive type that performs display by controlling light from a backlight, a reflective type that reflects external light such as sunlight, and recently both of them. There is a display device called a combination type having the above characteristics.
These display devices are required to have low power consumption due to their use, and therefore, a high aperture ratio is required so as to maximize the utilization efficiency of the backlight. In the combined type, since a transmissive part and a reflective part are formed in the same pixel and a multi-function is provided in the pixel, it is necessary to use a space as effectively as possible.

液晶表示装置で画像を表示する時は、走査線から各画素に設けられたスイッチング素子、例えば、TFT(Thin Film Transistor)に走査パルスを印加し、ON/OFFして、表示画素を選択する。そして、画像信号に応じた信号がデータ線に印加され、TFTのソースとドレインを介して、液晶を挟む電極に印加されて、液晶に入射された光を変調させ、画像を表示する。
画像信号に応じた電圧を各画素に書き込んだ後、次の書き込み動作までの期間内に、液晶の電極に印加された電圧による電荷は、液晶やスイッチング素子を通じてリークして変化する。表示画質を保証するためには、その印加された電圧を保持する必要がある。そこで、液晶表示装置では、通常、そのリーク量と比較して十分な補助容量(CS)が構成されている。
When an image is displayed on the liquid crystal display device, a scanning pulse is applied from a scanning line to a switching element provided in each pixel, for example, a TFT (Thin Film Transistor), and turned on / off to select a display pixel. Then, a signal corresponding to the image signal is applied to the data line, applied to the electrodes sandwiching the liquid crystal via the TFT source and drain, and the light incident on the liquid crystal is modulated to display an image.
After the voltage corresponding to the image signal is written to each pixel, the charge due to the voltage applied to the liquid crystal electrode leaks and changes through the liquid crystal and the switching element within the period until the next writing operation. In order to guarantee the display image quality, it is necessary to maintain the applied voltage. Therefore, in a liquid crystal display device, a sufficient auxiliary capacity (CS) is usually configured as compared with the amount of leakage.

図1は、従来の液晶表示装置の等価回路図の一例を示し、図2は、図1に示された液晶表示装置の構成の平面図を示す。
図1は、2×3画素の等価回路を示す。該等価回路において、1画素は、液晶素子及びそれを挟んでいる電極と、スイッチング素子であるトランジスタTrと、補助容量CSとを含む。Ccl1…Ccl6は、液晶素子とそれを挟んでいる表示電極と共通電極とからなる液晶コンデンサーの容量を示し、CS1…CS6は、各画素の補助容量(保持容量とも称する)の容量値を示す。
FIG. 1 shows an example of an equivalent circuit diagram of a conventional liquid crystal display device, and FIG. 2 shows a plan view of the configuration of the liquid crystal display device shown in FIG.
FIG. 1 shows an equivalent circuit of 2 × 3 pixels. In the equivalent circuit, one pixel includes a liquid crystal element and electrodes sandwiching the liquid crystal element, a transistor Tr that is a switching element, and an auxiliary capacitor CS. Ccl1... Ccl6 indicate the capacitance of a liquid crystal capacitor including a liquid crystal element, a display electrode sandwiching the liquid crystal element, and a common electrode, and CS1... CS6 indicate a capacitance value of an auxiliary capacitor (also referred to as a storage capacitor) of each pixel.

複数の走査線WLn−1、WLn、WLn+1は並列に配置され、例えばTFTからなるトランジスタTr1、Tr4、または、Tr2、Tr5、またはTr3、Tr6のゲート電極とそれぞれ接続しており、各トランジスタのON/OFFを制御し、画素を選択する。
並列に配置されたデータ信号線BLn−1、BLn、BLn+1からは、画像信号に応じた電圧を各画素に印加する。データ信号線BLn−1、BLn、BLn+1は、トランジスタTr1、Tr2、Tr3、または、Tr4、Tr5、Tr6の例えばソース領域と接続しており、走査線WLn−1、WLn、またはWLn+1により選択された画素に対して、補助容量CSに充電しながら、液晶素子両側の電極に電圧を印加し、液晶素子に入射された光を変調させ、画像を表示する。
The plurality of scanning lines WLn−1, WLn, WLn + 1 are arranged in parallel, and are connected to the gate electrodes of the transistors Tr1, Tr4, Tr2, Tr5, Tr3, Tr6 made of, for example, TFTs, respectively. / OFF is controlled to select a pixel.
From the data signal lines BLn-1, BLn, BLn + 1 arranged in parallel, a voltage corresponding to the image signal is applied to each pixel. The data signal lines BLn-1, BLn, BLn + 1 are connected to, for example, the source region of the transistors Tr1, Tr2, Tr3, or Tr4, Tr5, Tr6, and are selected by the scanning lines WLn-1, WLn, or WLn + 1. While charging the auxiliary capacitor CS to the pixel, a voltage is applied to the electrodes on both sides of the liquid crystal element to modulate the light incident on the liquid crystal element and display an image.

図2は透明基板上に形成された走査線とデータ信号線及び1画素の構成図を示している。図2に示すように、補助容量線CSLn−1を一方の電極として、その上に補助容量CS1が形成されている。トランジスタTr1の片方の不純物領域、例えばソース領域は、コンタクトホールH1に堆積された導電性材料を介してデータ信号線BLn−1と接続している。また、コンタクトホールH2とH3に堆積された導電性材料を介して、トランジスタTr1の他方の不純物領域、例えばドレイン領域は補助容量CS1の他方の例えば半導体からなる電極、及び図示せぬ上層のITO電極に接続している。   FIG. 2 shows a configuration diagram of a scanning line, a data signal line, and one pixel formed on a transparent substrate. As shown in FIG. 2, the auxiliary capacitance line CSLn-1 is used as one electrode, and the auxiliary capacitance CS1 is formed thereon. One impurity region, for example, the source region of the transistor Tr1 is connected to the data signal line BLn-1 through a conductive material deposited in the contact hole H1. Further, through the conductive material deposited in the contact holes H2 and H3, the other impurity region of the transistor Tr1, for example, the drain region is the other electrode of the auxiliary capacitor CS1, for example, a semiconductor electrode, and an upper ITO electrode (not shown) Connected to.

通常、トランジスタTr1、…、Tr6はNチャネル型の薄膜トランジスタTFTを用いている。即ち、ゲート電極の両側の半導体薄膜に、燐(P)などを注入したN型のソースとドレイン不純物領域が形成され、ゲート電極(走査線)にしきい値以上の正電圧を印加すると、ソースとドレインの間にN型の反転層からなるNチャネルが形成され、ソースとドレインは導通される。即ち、トランジスタがON状態となる。逆に、ゲート電極(走査線)にしきい値以下の電圧を印加した場合、ソースとドレインを導通するチャネルが形成されず、トランジスタがOFF状態となる。
また、補助容量CS1は、通常、最も大きい容量が形成できる。半導体膜(層)/絶縁膜/金属のMOS構造により形成されている。図2において、例えば、補助容量線CSLn−1(金属)、トランジスタTr1を構成するゲート絶縁膜、及び上記燐などを注入したN型の半導体膜によって、補助容量CS1が形成される。以下、このようなMOS容量をN型MOS構造と表現する。
Usually, the transistors Tr1,..., Tr6 use N-channel thin film transistors TFT. That is, N-type source and drain impurity regions implanted with phosphorus (P) or the like are formed in the semiconductor thin film on both sides of the gate electrode, and when a positive voltage higher than a threshold value is applied to the gate electrode (scanning line), An N channel composed of an N-type inversion layer is formed between the drains, and the source and the drain are made conductive. That is, the transistor is turned on. On the other hand, when a voltage lower than the threshold value is applied to the gate electrode (scanning line), a channel that conducts the source and the drain is not formed, and the transistor is turned off.
In addition, the auxiliary capacitor CS1 can normally form the largest capacitor. It is formed of a semiconductor film (layer) / insulating film / metal MOS structure. In FIG. 2, for example, the auxiliary capacitance CS1 is formed by the auxiliary capacitance line CSLn-1 (metal), the gate insulating film constituting the transistor Tr1, and the N-type semiconductor film into which the phosphorus or the like is implanted. Hereinafter, such a MOS capacitor is expressed as an N-type MOS structure.

補助容量電極を一定電位にしておく場合には、補助容量部分はN型MOS構造にすることが一般的である。
また、補助容量用電極を対向電極と同位相で振るコモン反転駆動の場合には、補助容量CSを形成する半導体膜はイントリンシック状態では、十分な容量が形成されないため、半導体膜をメタル化、即ち、高濃度に燐(N+化)やボロン(P+化)を含有させることが一般的である。
When the auxiliary capacitance electrode is kept at a constant potential, the auxiliary capacitance portion generally has an N-type MOS structure.
In addition, in the case of common inversion driving in which the auxiliary capacitor electrode is swung in the same phase as the counter electrode, the semiconductor film forming the auxiliary capacitor CS is not formed in an intrinsic state, so that a sufficient capacitance is not formed. That is, it is common to contain phosphorus (N +) or boron (P +) at a high concentration.

以上の従来の方法では、高濃度に燐(N+化)やボロン(P+化)の注入は一回だけで済み、製造上コストダウンが可能であった。
しかしながら、以上の構造では独立の補助容量線が必要であるので、開口率の低下を招くという問題がある。
そこで、補助容量線を前段又は後段の走査線(ゲート線)と兼ねるCSオンゲート構造が提唱されている。
In the conventional method described above, phosphorus (N +) or boron (P +) is injected only once at a high concentration, and the manufacturing cost can be reduced.
However, since the above structure requires an independent auxiliary capacitance line, there is a problem that the aperture ratio is lowered.
In view of this, a CS-on-gate structure has been proposed in which the storage capacitor line is also used as a scanning line (gate line) in the previous stage or the subsequent stage.

図3は、従来の液晶表示装置の他の例を示し、図3(A)は、該液晶表示装置の等価回路図であり、(B)は、該液晶表示装置の構成の平面図を示す。図3(A)と(B)において、図1と同じ構成成分に同じ符号を用いて表わす。また、重複する説明を適宜省略する。
図3(A)は、2×2画素の等価回路を示している。図3(A)において、図1に示された補助容量線CSLn−1、CSn、CSn+1の代わりに、補助容量CS1、CS4、CS2、CS5がそれぞれ直接に走査線WLn−1、WLn、WLn+1に接続している。
図3(B)は透明基板上に形成された走査線とデータ信号線及び1画素の構成を示している。図2に示された補助容量線CSLn−1の代わりに、補助容量CS1が走査線WLnに重ねて形成されている。
3 shows another example of a conventional liquid crystal display device, FIG. 3A is an equivalent circuit diagram of the liquid crystal display device, and FIG. 3B is a plan view of the configuration of the liquid crystal display device. . 3A and 3B, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In addition, overlapping description will be omitted as appropriate.
FIG. 3A shows an equivalent circuit of 2 × 2 pixels. In FIG. 3A, in place of the auxiliary capacitance lines CSLn−1, CSn, CSn + 1 shown in FIG. 1, auxiliary capacitances CS1, CS4, CS2, CS5 are directly connected to the scanning lines WLn−1, WLn, WLn + 1, respectively. Connected.
FIG. 3B shows a configuration of a scanning line, a data signal line, and one pixel formed on a transparent substrate. Instead of the auxiliary capacitance line CSLn-1 shown in FIG. 2, an auxiliary capacitance CS1 is formed so as to overlap the scanning line WLn.

この場合も、通常、トランジスタTr1、…、Tr5はNチャネル型の薄膜トランジスタTFTを用いている。また、補助容量CS1もN型MOS容量である。即ち、トランジスタTr1、…、Tr5は、ゲート電極(走査線)にしきい値以上の正電圧を印加すると、トランジスタをON(オン)状態にし、ゲート電極にしきい値以下の電圧を印加すると、トランジスタをOFF(オフ)状態にする。
また、補助容量CS1は、図3(B)に示すように、走査線WLn(金属)、トランジスタTr1を構成するゲート絶縁膜、及び燐などを注入したN型の半導体膜によって形成される。
このようなCSオンゲート構造にすれば、独立の補助容量線を形成する必要がないため、開口率が向上する利点がある。
Also in this case, normally, the transistors Tr1,..., Tr5 use N-channel thin film transistors TFT. The auxiliary capacitor CS1 is also an N-type MOS capacitor. That is, the transistors Tr1,..., Tr5 turn on the transistor when a positive voltage higher than the threshold value is applied to the gate electrode (scanning line), and turn on the transistor when the voltage lower than the threshold value is applied to the gate electrode. Set to the OFF state.
Further, as shown in FIG. 3B, the auxiliary capacitor CS1 is formed of an N-type semiconductor film into which a scan line WLn (metal), a gate insulating film constituting the transistor Tr1, and phosphorus are implanted.
Such a CS-on-gate structure has the advantage of improving the aperture ratio because it is not necessary to form an independent auxiliary capacitance line.

NMOSトランジスタTr1をオフ状態に保つため、通常、走査線WLn−1、WLn、…の電位は0V〜−6V程度に設定されれば良い。しかも、液晶表示装置において、1画面を表示する期間内にトランジスタTr1がほとんどOFF状態に保持され、即ち、走査線電位は0V以下に保持されている。
しかし、図3に示すようなCSオンゲート構造では、例えば、後段の走査線(ゲート線)WLnと補助容量CS1を形成する場合、以上のような電位が印加される状態では、走査線/ゲート絶縁膜/N型の半導体膜で形成されたN型MOS構造では十分な容量が得られない。
図4は、N型MOS構造の容量−電圧特性を示すグラフである。
図3(B)に示す走査線WLn−1、WLnに例えば−2Vを印加して、Tr1をOFF状態にした場合、CS1はTr1がON状態の間に充電されたので、CS1の半導体電極は走査線WLn−1、WLnより高電位であり、CS1に印加されたゲート電圧は負電圧となる。これによって、多数キャリア電子が該半導体膜の表面から排斥され、半導体膜の表面に空乏層(又/及び反転層)が形成されるので、CS1の絶縁層が厚くなるのに相当し、容量値が小さい。
この傾向は図4に示されている。走査電位が約1.5V程度以下で使用される場合、N型MOS容量では、常に小さい容量しか確保できない。
補助容量CS1の容量値を増やすために、補助容量CS1の半導体膜電極に高濃度に燐(N+化)やボロン(P+化)を注入する必要がある。そうすることによって、工程増加や不良発生による歩留り落ちなどの問題が発生する。
In order to keep the NMOS transistor Tr1 in the off state, the potentials of the scanning lines WLn−1, WLn,... Are normally set to about 0V to −6V. Moreover, in the liquid crystal display device, the transistor Tr1 is held almost OFF during the period for displaying one screen, that is, the scanning line potential is held at 0 V or less.
However, in the CS on-gate structure as shown in FIG. 3, for example, when forming the scanning line (gate line) WLn and the auxiliary capacitor CS1 in the subsequent stage, the scanning line / gate insulation is applied in the state where the above potential is applied. In the N-type MOS structure formed of a film / N-type semiconductor film, a sufficient capacity cannot be obtained.
FIG. 4 is a graph showing the capacitance-voltage characteristics of the N-type MOS structure.
When, for example, −2 V is applied to the scanning lines WLn−1 and WLn shown in FIG. 3B and Tr1 is turned off, CS1 is charged while Tr1 is on. Therefore, the semiconductor electrode of CS1 is The gate voltage that is higher than the scanning lines WLn−1 and WLn and applied to CS1 is a negative voltage. As a result, majority carrier electrons are eliminated from the surface of the semiconductor film, and a depletion layer (and / or an inversion layer) is formed on the surface of the semiconductor film. Is small.
This trend is shown in FIG. When the scanning potential is used at about 1.5 V or less, the N-type MOS capacitor can always ensure only a small capacity.
In order to increase the capacitance value of the auxiliary capacitor CS1, it is necessary to implant phosphorus (N +) or boron (P +) at a high concentration into the semiconductor film electrode of the auxiliary capacitor CS1. By doing so, problems such as a decrease in yield due to an increase in processes and occurrence of defects occur.

図5〜図7は従来の液晶表示装置の製造工程の一例を示す。
図5(A)では、ガラス基板101上に走査線となるゲート電極(走査線)102aと102bを形成する。材料は、Ta、Cr、Mo、Ti、Alなどの金属が用いられ、フォトレジスト工程を経てウェットエッチングやドライエッチングによりパターン形成される。
図5(B)では、ゲート電極102aと102b上にゲート絶縁膜103および半導体膜(ただし図5においては半導体層と記す)104aを形成する。ゲート絶縁膜103には、たとえば、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜、他にゲート電極を陽極酸化した陽極酸化膜などがある。また、半導体膜としては、アモルファス・シリコン膜やアモルファス・シリコン膜を結晶化したポリシリコン膜、または、直接形成したポリシリコン膜などが使用される。
5 to 7 show an example of a manufacturing process of a conventional liquid crystal display device.
In FIG. 5A, gate electrodes (scanning lines) 102 a and 102 b to be scanning lines are formed over the glass substrate 101. The material is a metal such as Ta, Cr, Mo, Ti, and Al, and a pattern is formed by wet etching or dry etching through a photoresist process.
In FIG. 5B, a gate insulating film 103 and a semiconductor film (however, referred to as a semiconductor layer in FIG. 5) 104a are formed over the gate electrodes 102a and 102b. Examples of the gate insulating film 103 include a silicon nitride film and a silicon oxide film, and an anodic oxide film obtained by anodizing a gate electrode. As the semiconductor film, an amorphous silicon film, a polysilicon film obtained by crystallizing an amorphous silicon film, a polysilicon film formed directly, or the like is used.

図5(C)では、半導体膜104aの上部に保護絶縁膜105を形成する。この保護絶縁膜105には、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜などが使用される。
図5(D)では、ゲート電極102aと102bを遮光マスクとして自己整合的に、レジスト107aと107bを形成する。その後、保護絶縁膜105をウェットエッチング、または、ドライエッチングにより除去する。その後、残った保護絶縁膜105aと105bをマスクとして、燐(P)などを低濃度でドープする。半導体膜の不純物が注入された部分(領域)は104bと記する。ここで半導体膜104bはn型半導体である。
In FIG. 5C, a protective insulating film 105 is formed over the semiconductor film 104a. For the protective insulating film 105, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is used.
In FIG. 5D, resists 107a and 107b are formed in a self-aligning manner using the gate electrodes 102a and 102b as light shielding masks. Thereafter, the protective insulating film 105 is removed by wet etching or dry etching. Thereafter, phosphorus (P) or the like is doped at a low concentration using the remaining protective insulating films 105a and 105b as a mask. A portion (region) into which an impurity of the semiconductor film is implanted is denoted as 104b. Here, the semiconductor film 104b is an n type semiconductor.

図6(A)では、画素トランジスタでLDD領域を形成する部分を覆う形状のレジスト108を形成する。ここで、レジストのことを一般的に保護マスクとも称する。その後、補助容量形成部分に残留の保護絶縁膜105bを除去するため、ウェットエッチング、または、ドライエッチングを行なう。
その後、高濃度に燐などを注入し、半導体膜104bを金属化する。半導体膜104bの金属化された部分は104cと記する。
ここでは、図示していないが、第2のドープ種(ボロンなど)を注入する部分について、フォトレジスト工程、注入工程を行なう。その後、必要に応じてドープした元素を活性化するための熱処理を行なう。
In FIG. 6A, a resist 108 having a shape covering a portion where an LDD region is formed by a pixel transistor is formed. Here, the resist is generally referred to as a protective mask. Thereafter, wet etching or dry etching is performed to remove the remaining protective insulating film 105b in the auxiliary capacitance forming portion.
Thereafter, phosphorus or the like is implanted at a high concentration to metalize the semiconductor film 104b. The metallized portion of the semiconductor film 104b is denoted as 104c.
Here, although not shown, a photoresist process and an implantation process are performed on a portion into which the second doping species (boron or the like) are implanted. Thereafter, heat treatment for activating the doped element is performed as necessary.

通常、このウェットエッチングまたは、ドライエッチングは、半導体膜104bとはエッチング選択性があるプロセスにより行われるが、半導体膜104bにピンホールなどがある場合には、下地のゲート絶縁膜103がエッチングされ、その部分は、非常に耐圧が低くなり、電流リーク経路となって点欠陥などの不良原因となる。また、保護絶縁膜105bを除去するための工程が増加し、コストアップ要因となる。   Normally, this wet etching or dry etching is performed by a process having etching selectivity with respect to the semiconductor film 104b. However, when the semiconductor film 104b has a pinhole or the like, the underlying gate insulating film 103 is etched, This portion has a very low breakdown voltage and becomes a current leakage path, which causes a defect such as a point defect. Further, the number of steps for removing the protective insulating film 105b increases, which causes a cost increase.

図6(B)では、素子分離を行なうために、ゲート電極102aと102bの外側の半導体膜104bをフォトリソグラフィ、ドライエッチングなどの手段を用いて除去する。
図6(C)では、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜などにより、層間絶縁膜109を形成する。その後、フォトリソグラフィ、ウェットエッチングなどの手段を用いてコンタクトホール110aと110bを形成する。
In FIG. 6B, in order to perform element isolation, the semiconductor film 104b outside the gate electrodes 102a and 102b is removed using means such as photolithography and dry etching.
In FIG. 6C, an interlayer insulating film 109 is formed using a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like. Thereafter, contact holes 110a and 110b are formed using means such as photolithography and wet etching.

図7(A)では、データ信号線111aと111bおよび画素電極との接続金属112として、AlやTa、Wなどの金属膜を堆積し、その後、フォトリソグラフィ、ドライエッチングなどの手段を用いて除去し、パターンを形成する。
図7(B)では、第2の層間絶縁膜113をシリコン窒化膜やシリコン酸化膜などにより形成する。また、この層に平坦化効果を持たせるために、感光性有機膜や感光性SOG(スピンオングラス)膜などを用いても良い。ここでも、画素電極114とのコンタクトホールを形成しておく。その後、ITOやIXOなど透明導電膜を用いて、画素電極114を形成する。
In FIG. 7A, a metal film such as Al, Ta, or W is deposited as the connection metal 112 between the data signal lines 111a and 111b and the pixel electrode, and then removed using means such as photolithography and dry etching. Then, a pattern is formed.
In FIG. 7B, the second interlayer insulating film 113 is formed of a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like. Further, a photosensitive organic film, a photosensitive SOG (spin on glass) film, or the like may be used in order to give this layer a planarization effect. Again, a contact hole with the pixel electrode 114 is formed. Thereafter, the pixel electrode 114 is formed using a transparent conductive film such as ITO or IXO.

その後、図示はしていないが、別に用意した対応カラーフィルタ基板と本TFT基板を重ね合わせ、液晶層を挟んで組立工程を行ない、さらに偏光板などを貼り付けることにより液晶表示装置を完成する。
このように、従来の製造方法では、補助容量構造を完成させるために、特別な工程が必要になり、コストアップの要因となり、また、欠陥の原因となるリーク電流が増加する。従来は、このような工程増加や不良発生による歩留り落ちが発生するという問題がある。
Thereafter, although not shown, a corresponding color filter substrate prepared separately and this TFT substrate are overlapped, an assembly process is performed with a liquid crystal layer interposed therebetween, and a polarizing plate is attached to complete a liquid crystal display device.
As described above, in the conventional manufacturing method, a special process is required to complete the auxiliary capacitance structure, which causes an increase in cost and increases a leakage current that causes defects. Conventionally, there is a problem that a yield drop occurs due to such an increase in processes and occurrence of defects.

以上は、走査線(ゲート電極)を半導体膜(層)の下部に形成するボトムゲート型トランジスタでの従来例であり、走査線(ゲート電極)を半導体膜の上部に形成するトップゲート型トランジスタについても製造方法上に問題が生じる。
図8と図9は、トップゲート型トランジスタ構造を有する液晶表示装置の製造方法の従来例を示す。
図8(A)に示すように、ガラス基板121上に下地層122と半導体膜123aを成膜する。下地層122には、たとえば、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜を使用する。また、半導体膜123aとしては、アモルファス・シリコン膜やアモルファス・シリコン膜を結晶化したポリシリコン膜、または、直接形成したポリシリコン膜などが使用される。
The above is a conventional example of a bottom gate type transistor in which a scanning line (gate electrode) is formed below a semiconductor film (layer), and a top gate type transistor in which a scanning line (gate electrode) is formed above the semiconductor film. However, a problem occurs in the manufacturing method.
8 and 9 show a conventional example of a method for manufacturing a liquid crystal display device having a top-gate transistor structure.
As shown in FIG. 8A, a base layer 122 and a semiconductor film 123a are formed over a glass substrate 121. For the base layer 122, for example, a silicon nitride film or a silicon oxide film is used. As the semiconductor film 123a, an amorphous silicon film, a polysilicon film obtained by crystallizing an amorphous silicon film, a polysilicon film formed directly, or the like is used.

図8(B)に示すように、素子分離を行なう領域を確保するために、半導体膜123aの一部を、フォトリソグラフィ、ドライエッチングなどの手段を用いて除去する。
そして、半導体膜123a上に、ゲート絶縁膜124を形成する。ゲート絶縁膜124には、たとえば、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜などがある。
続いて、トランジスタTFTを形成する領域および補助容量を形成する領域において、ゲート電極125a、125bを形成する。
次に、ゲート電極125a、125bを注入マスクとして自己整合的に、燐などを低濃度でドープする。半導体膜の注入された部分はn型半導体であり、123bと記する。
As shown in FIG. 8B, part of the semiconductor film 123a is removed using means such as photolithography or dry etching in order to secure a region for element isolation.
Then, a gate insulating film 124 is formed over the semiconductor film 123a. Examples of the gate insulating film 124 include a silicon nitride film and a silicon oxide film.
Subsequently, gate electrodes 125a and 125b are formed in a region for forming the transistor TFT and a region for forming the auxiliary capacitor.
Next, phosphorus or the like is doped at a low concentration in a self-aligning manner using the gate electrodes 125a and 125b as an implantation mask. The implanted portion of the semiconductor film is an n type semiconductor and is denoted as 123b.

図8(C)に示すように、画素トランジスタTFTでLDD領域を形成する領域を覆うような形状のレジスト126を形成する。他の領域に高濃度に燐などを注入し、半導体膜123bを金属化する。半導体膜123bの金属化された部分は123cと記する。
また、ここでは、図示していないが、第2のドープ種(ボロンなど)を注入する部分に応じて、フォトレジスト工程、注入工程を行なう。その後、必要に応じてドープした元素を活性化するための熱処理を行なう。
As shown in FIG. 8C, a resist 126 is formed so as to cover the region where the LDD region is formed by the pixel transistor TFT. The semiconductor film 123b is metallized by implanting phosphorus or the like at a high concentration in another region. The metallized portion of the semiconductor film 123b is denoted as 123c.
Although not shown here, a photoresist process and an implantation process are performed in accordance with the portion into which the second dope species (boron or the like) are implanted. Thereafter, heat treatment for activating the doped element is performed as necessary.

図9(A)においては、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜などにより、層間絶縁膜127を形成する。その後、フォトリソグラフィ、ウェットエッチングなどの手段を用いてコンタクトホール128aと128bを形成する。
図9(B)では、データ信号線129aと129bおよび画素電極132との接続金属130として、AlやTa、Wなどの金属膜を堆積し、その後、フォトリソグラフィ、ドライエッチングなどの手段を用いて除去し、パターンを形成する。
続いて、第2の層間絶縁膜131をシリコン窒化膜やシリコン酸化膜などにより形成する。また、この層に平坦化効果を持たせるために、感光性有機膜や感光性SOG(スピンオングラス)膜などを用いても良い。ここでも、画素電極132とのコンタクトホールを形成しておく。その後、ITOやIXOなど透明導電膜を用いて、画素電極132を形成する。
その後、図示していないが、別に用意した対応カラーフィルタ基板と本TFT基板を重ね合わせ、液晶層を挟んで組立工程を行ない、さらに偏光板などを貼り付けることにより液晶表示装置を完成する。
In FIG. 9A, an interlayer insulating film 127 is formed using a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like. Thereafter, contact holes 128a and 128b are formed using means such as photolithography and wet etching.
In FIG. 9B, a metal film such as Al, Ta, or W is deposited as the connection metal 130 between the data signal lines 129a and 129b and the pixel electrode 132, and thereafter, using means such as photolithography and dry etching. Remove to form a pattern.
Subsequently, a second interlayer insulating film 131 is formed using a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like. Further, a photosensitive organic film, a photosensitive SOG (spin on glass) film, or the like may be used in order to give this layer a planarization effect. Again, a contact hole with the pixel electrode 132 is formed. Thereafter, the pixel electrode 132 is formed using a transparent conductive film such as ITO or IXO.
Thereafter, although not shown, a corresponding color filter substrate prepared separately and this TFT substrate are overlapped, an assembly process is performed with a liquid crystal layer interposed therebetween, and a polarizing plate or the like is further attached to complete a liquid crystal display device.

図8(B)と(C)に示す構造では、補助容量を形成する領域に、ゲート電極125bが形成されたので、その下部の半導体膜123aに不純物を注入できなく、金属化することが出来ない問題がある。従来の方法の範囲において、この問題を解決するには、初期段階でマスクを形成して注入を行なった後にマスクを除去する工程を増やすか、或は、図1に示したような独立した補助容量線を形成する必要がある。   In the structure shown in FIGS. 8B and 8C, the gate electrode 125b is formed in the region where the auxiliary capacitance is formed. Therefore, impurities cannot be injected into the semiconductor film 123a below the gate electrode 125b and metallization can be performed. There is no problem. In the range of conventional methods, this problem can be solved by increasing the number of steps of removing the mask after the mask is formed and implanted in the initial stage, or as an independent auxiliary as shown in FIG. It is necessary to form a capacitance line.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされ、その目的は、高い開口率と大容量の補助容量を含んだ表示装置、及び製造工程を増やすことなくその表示装置を製造する方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a display device including a high aperture ratio and a large capacity auxiliary capacity, and a method for manufacturing the display device without increasing the number of manufacturing steps. is there.

本発明に係わる表示装置は、互いに交差する複数の走査線及び信号線と、両配線の各交差部に配された画素とを絶縁性の基板上に備え、各画素は、少なくとも画素電極と、これを駆動する薄膜トランジスタと、半導体膜からなる前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線を介して、前記号線から該画素電極に書き込まれた信号電荷を保持する、前記薄膜トランジスタと導電型の異なるMOS構造の補助容量とを含み、前記補助容量の補助容量線が前段もしくは後段の前記走査線と兼ねた構造からなる表示装置において、前記補助容量の絶縁膜を挟んで構成された一組の電極のうち一方の電極が延在する前記補助容量の配線は、前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線と導電型の異なる半導体膜からなり、前記補助容量の配線と前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線との接合部を直接に接続させ、前記薄膜トランジスタの配線と前記補助容量の配線とを接続する接続電極が設けられている。 A display device according to the present invention includes a plurality of scanning lines and signal lines intersecting each other, and pixels arranged at each intersection of both wirings on an insulating substrate, each pixel including at least a pixel electrode, a thin film transistor for driving this through the wirings drawn out from the source or drain of the thin film transistor of the semiconductor film, holds the written signal charges to the pixel electrode from the signal line, different said thin film transistor and the conductivity type and a storage capacitance of the MOS structure, in the above display device in which the auxiliary capacitance line of the auxiliary capacitance consists of structure which also serves as the front or rear stage of the scanning lines, a pair of electrodes configured to sandwich the insulating film of the storage capacitor wiring of the storage capacitor one electrode extends out of the different drawn out wiring and conductive from the source or drain of the thin film transistor Made from the conductive layer, wherein is directly connected to the junction between the auxiliary capacity wiring and the led out from the source or drain of the thin film transistor wiring, the connection electrode for connecting the wiring of the wiring and the auxiliary capacitance of the thin film transistor is provided It has been.

また、前記補助容量の前記一方の電極の配線及び前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線は同層に形成された半導体膜からなる。
前記接続電極は、前記補助容量の前記一方の電極の配線及び前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線の上層に形成されたコンタクトホールに充填された導電性物質により、前記補助容量の配線と前記薄膜トランジスタの配線とを接続する。
前記コンタクトホールは、前記接合部上に形成された1つのコンタクトホールであり、当該コンタクトホールに充填された導電性物質により前記補助容量の前記一方の電極の配線と前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線とを接続する。
前記導電性物質は前記信号線と同じ導電性物質により形成されている。
前記補助容量は、前記薄膜トランジスタと導電型の異なるMOS構造の補助容量であり、前記補助容量は、前記一方の電極に対して前記絶縁膜を挟んで構成された他方の電極を有し、該他方の電極は走査線を共有す
前記接続電極は、前記画素内に設けられている。
前記薄膜トランジスタを構成する半導体膜の導電型はN型であり、前記補助容量の前記一方の電極の配線を形成する半導体膜の導電型はP型であり、前記接合部はPN接合を形成する。
前記薄膜トランジスタは、前記走査線を同一ゲートとする直列接続された第1及び第2の薄膜トランジスタからなる。
Further, the wiring of the one electrode of the auxiliary capacitor and the wiring drawn from the source or drain of the thin film transistor are made of a semiconductor film formed in the same layer.
The connection electrode is formed of a conductive material filled in a contact hole formed in an upper layer of the wiring of the one electrode of the auxiliary capacitor and the wiring extracted from the source or drain of the thin film transistor. The wiring of the thin film transistor is connected.
The contact hole is one contact hole formed on the junction, and is drawn from the wiring of the one electrode of the auxiliary capacitor and the source or drain of the thin film transistor by a conductive material filled in the contact hole. Connect to the specified wiring.
The conductive material is formed of the same conductive material as the signal line.
The auxiliary capacitor is an auxiliary capacitor having a MOS structure having a conductivity type different from that of the thin film transistor, and the auxiliary capacitor includes the other electrode configured by sandwiching the insulating film with respect to the one electrode, the electrodes that share the scan lines.
The connection electrode is provided in the pixel.
The conductivity type of the semiconductor film constituting the thin film transistor is N type, the conductivity type of the semiconductor film forming the wiring of the one electrode of the auxiliary capacitor is P type, and the junction portion forms a PN junction.
The thin film transistor includes first and second thin film transistors connected in series with the scanning line as the same gate.

上記の本発明によれば、半導体膜において、トランジスタのソース・ドレイン領域の導電型(言わばソース・ドレイン間のチャネルの導電型を、補助容量を形成する半導体膜領域の導電型と逆にする。トランジスタのソース・ドレイン領域、及びチャネルの導電型がN型の場合、補助容量を形成する半導体膜領域をP型にする。そうすることによって、NチャネルのトランジスタをOFF状態にする走査線電圧(ゼロ又は負電圧)を、P型MOS構造の補助容量に印加すると、大きい容量が得られる。また、トランジスタのソース・ドレイン領域、及びチャネルの導電型がP型の場合、補助容量を形成する半導体膜領域をN型にすれば、同じ効果を奏する。
また、以上の構成を形成するために、不純物を注入する時に、異なるタイプの不純物を注入し分けるだけで十分なので、製造工程を増やすことはない。
さらに、以上の構成で十分な容量が得られるので、半導体膜の補助容量形成領域に不純物を注入する時に、走査線と対向する半導体膜のチャネル形成領域を保護するマスクを、エッチングにより除去する必要がないので、欠陥を生じる要因が減る。
According to the present invention described above, in the semiconductor film, the conductivity type of the source / drain region of the transistor (in other words, the conductivity type of the channel between the source and drain is reversed to the conductivity type of the semiconductor film region forming the auxiliary capacitance). When the source / drain region of the transistor and the conductivity type of the channel are N-type, the semiconductor film region that forms the auxiliary capacitance is set to P-type, whereby the scan line voltage (OFF) that turns off the N-channel transistor ( A large capacitance can be obtained by applying a zero or negative voltage to the auxiliary capacitor of the P-type MOS structure, and the semiconductor forming the auxiliary capacitor when the source / drain regions of the transistor and the channel conductivity type are P-type. The same effect can be achieved if the membrane region is made N-type.
Further, in order to form the above structure, it is sufficient to inject impurities of different types when the impurities are implanted, so that the manufacturing process is not increased.
Furthermore, since a sufficient capacitance can be obtained with the above structure, the mask for protecting the channel formation region of the semiconductor film facing the scanning line must be removed by etching when impurities are implanted into the auxiliary capacitance formation region of the semiconductor film. Since there is no, there are fewer factors causing defects.

本発明によれば、従来出来なかったスイッチングトランジスタと補助容量の構造が可能となり、補助容量が増大し、開口率が向上する。
本発明に係わる表示装置を製造するに当たって、工程数の増加なし、若しくは少ない工程数で、有効な補助容量を形成することが可能となる。
また、半導体膜表面がウェットエッチングやドライエッチングにさらされる回数が減少するため、半導体膜−補助容量用ゲート電極間のリーク電流などの欠陥発生率を抑制することが可能となり、歩留まりが向上する。
本発明により、非透過領域が減少し、大幅な開口率の向上が可能となる。また、それに伴い、バックライト輝度を低減することが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。
According to the present invention, a structure of a switching transistor and an auxiliary capacitor, which has not been possible in the past, becomes possible, the auxiliary capacitance increases, and the aperture ratio improves.
In manufacturing the display device according to the present invention, it is possible to form an effective auxiliary capacitor without increasing the number of processes or with a small number of processes.
In addition, since the number of times that the surface of the semiconductor film is exposed to wet etching or dry etching is reduced, it is possible to suppress the occurrence rate of defects such as a leakage current between the semiconductor film and the auxiliary capacitance gate electrode, and the yield is improved.
According to the present invention, the non-transmissive region is reduced, and the aperture ratio can be greatly improved. Accordingly, the backlight luminance can be reduced, and the power consumption can be reduced.

以下、液晶表示装置を例として、本発明の表示装置及びその製造方法の実施の形態について、添付の図面を参照して述べる。
第1の実施形態
図10(A)と(B)は、本実施形態に係わる液晶表示装置の等価回路及びその構成を示す図である。図10(A)の回路配置図は図3(A)に示された従来例と同様である、ただし、図10(A)において、補助容量(保持容量とも称する)PCS1、PCS2、PCS4、PCS5が有する半導体膜の導電型は、トランジスタNTr1、NTr2、NTr4、NTr5の導電型と異なる。この例では、トランジスタNTr1、NTr2、NTr4、NTr5がNチャネル型TFTで形成されており、補助MOS容量がP型MOS構造により形成されている。即ち、補助MOS容量が走査線(金属)、ゲート絶縁膜、及びP型の半導体膜により形成されている。
また、この導電型を入れ替えて、トランジスタをPチャネル型TFTで、補助容量をN型MOS構造で形成しても良い。
Hereinafter, embodiments of a display device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, taking a liquid crystal display device as an example.
First Embodiment FIGS. 10A and 10B are diagrams showing an equivalent circuit and a configuration of a liquid crystal display device according to the present embodiment. The circuit layout of FIG. 10A is the same as the conventional example shown in FIG. 3A, except that in FIG. 10A, auxiliary capacitors (also referred to as holding capacitors) PCS1, PCS2, PCS4, PCS5. The semiconductor film has a conductivity type different from that of the transistors NTr1, NTr2, NTr4, and NTr5. In this example, the transistors NTr1, NTr2, NTr4, and NTr5 are formed of N-channel TFTs, and the auxiliary MOS capacitors are formed of a P-type MOS structure. That is, the auxiliary MOS capacitor is formed by the scanning line (metal), the gate insulating film, and the P-type semiconductor film.
Further, this conductivity type may be changed to form a transistor with a P-channel TFT and an auxiliary capacitor with an N-type MOS structure.

図10(A)は、2×2画素の等価回路を示す。図10(A)において、複数の走査線WLn−1、WLn、WLn+1が並列に配置され、例えばNチャネル型TFTからなるトランジスタNTr1とNTr4、または、NTr2とNTr5のゲート電極とそれぞれ接続しており、各トランジスタのON/OFFを制御し、動作する画素を選択する。
走査線/ゲート絶縁膜/P型の半導体膜から形成されたP型MOS構造の補助容量PCS1、PCS2、PCS4、及びPCS5がそれぞれ直接に走査線WLn−1、WLn、WLn+1に接続している。
また、並列に配置されて、画像信号に応じた電圧を各画素に印加するデータ信号線BLn−1、BLn、BLn+1は、トランジスタNTr1、NTr2、または、NTr4、NTr5の一方の不純物領域、例えば、ソース領域と接続しており、走査線WLn−1、WLn、またはWLn+1により選択された画素に対して、P型MOS構造の補助容量PCSを充電しながら、液晶素子の電極に電圧を印加し、液晶に入射された光を変調させ、画像を表示する。
FIG. 10A shows an equivalent circuit of 2 × 2 pixels. In FIG. 10A, a plurality of scanning lines WLn−1, WLn, WLn + 1 are arranged in parallel and connected to the gate electrodes of transistors NTr1 and NTr4 or NTr2 and NTr5 made of, for example, N-channel TFTs. Then, ON / OFF of each transistor is controlled to select a pixel to operate.
The auxiliary capacitors PCS1, PCS2, PCS4, and PCS5 of the P-type MOS structure formed of the scanning line / gate insulating film / P-type semiconductor film are directly connected to the scanning lines WLn-1, WLn, WLn + 1, respectively.
Further, data signal lines BLn−1, BLn, and BLn + 1 that are arranged in parallel and apply a voltage according to an image signal to each pixel are one impurity region of the transistors NTr1, NTr2, or NTr4, NTr5, for example, A voltage is applied to the electrode of the liquid crystal element while charging the auxiliary capacitor PCS having a P-type MOS structure for the pixel selected by the scan line WLn−1, WLn, or WLn + 1, connected to the source region, The light incident on the liquid crystal is modulated to display an image.

図10(B)は、透明基板上に形成された走査線とデータ信号線及び1画素の構成の平面図である。図10(B)において、図10(A)に示したP型MOS補助容量PCS1が走査線WLnの上に不図示のゲート絶縁膜を介して形成されている。
コンタクトホールH1に堆積された導電性材料を介して、Nチャネル型トランジスタNTr1の一方の不純物領域、例えばソース領域(から引き出された配線膜または配線層)はデータ信号線BLn−1と接続している。また、コンタクトホールH2とH3に充填された導電性材料を介して、Nチャネル型トランジスタNTr1の他方の不純物領域、例えばドレイン領域は補助容量PCS1の半導体膜及び図示せぬ上層のITO電極に接続している。
FIG. 10B is a plan view of the configuration of the scanning lines, data signal lines, and one pixel formed on the transparent substrate. 10B, the P-type MOS auxiliary capacitor PCS1 shown in FIG. 10A is formed on the scanning line WLn via a gate insulating film (not shown).
One impurity region, for example, the source region (a wiring film or a wiring layer drawn from the source region) of the N-channel transistor NTr1 is connected to the data signal line BLn-1 through the conductive material deposited in the contact hole H1. Yes. Further, the other impurity region, for example, the drain region of the N-channel transistor NTr1 is connected to the semiconductor film of the auxiliary capacitor PCS1 and an upper ITO electrode (not shown) through a conductive material filled in the contact holes H2 and H3. ing.

図11は図10(B)に示される画素構造を模式的断面図にしたものであり、図10(B)では、データ信号線から補助容量に至る半導体膜パターンに沿った断面図になっている。ただし、TFTトランジスタ部分は、紙面の関係上、トランジスタが直列に並んだダブルゲート構造では図示されておらず、シングルゲート構造となっている。
図11において、不図示の透明基板上に走査線1aと1b(WLn−1とWLn)が形成され、それを覆うようにゲート絶縁膜2が形成されており、ゲート絶縁膜2の上に半導体膜3,4,5,6が成膜され、TFTトランジスタ及び補助容量が形成される。
該半導体膜において、3は、例えば高濃度の燐(P)が注入されたN型半導体膜(領域)で配線膜を構成しソース/ドレインから引き出された配線膜を形成している。4は例えば高濃度のボロン(B)が注入されたP型半導体膜(領域)で配線膜を形成し、補助容量の電極のi型半導体膜6から引き出された配線膜を構成する。半導体膜5の中央は不純物を注入していない、いわゆるiタイプ(真性半導体)の半導体膜であり、その両側は低濃度の例えば燐(P)を注入したLDD領域である。半導体膜5はTFTトランジスタのチャネル領域を構成し、図11はNチャネルで形成された例である。6も不純物が注入されていない、いわゆるiタイプの半導体膜である。
7aと7bは、その下のiタイプの半導体膜5と6が不純物注入されないように形成されたストッパ膜であり、8は層間絶縁層である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the pixel structure shown in FIG. 10B. FIG. 10B is a cross-sectional view along the semiconductor film pattern from the data signal line to the auxiliary capacitor. Yes. However, the TFT transistor portion is not shown in a double gate structure in which transistors are arranged in series due to space limitations, and has a single gate structure.
In FIG. 11, scanning lines 1 a and 1 b (WLn−1 and WLn) are formed on a transparent substrate (not shown), and a gate insulating film 2 is formed so as to cover the scanning lines 1 a and 1 b (WLn−1 and WLn). Films 3, 4, 5, and 6 are formed to form TFT transistors and auxiliary capacitors.
In the semiconductor film 3, for example, a wiring film is formed of an N + type semiconductor film (region) into which high concentration phosphorus (P) is implanted, and a wiring film drawn from the source / drain is formed. For example, a wiring film 4 is formed of a P + type semiconductor film (region) into which boron (B) at a high concentration is implanted, and constitutes a wiring film drawn from the i-type semiconductor film 6 of the auxiliary capacitance electrode. The center of the semiconductor film 5 is a so-called i-type (intrinsic semiconductor) semiconductor film in which no impurity is implanted, and both sides thereof are LDD regions into which, for example, phosphorus (P) is implanted at a low concentration. The semiconductor film 5 constitutes a channel region of the TFT transistor, and FIG. 11 shows an example formed with an N channel. 6 is a so-called i-type semiconductor film in which no impurity is implanted.
7a and 7b are stopper films formed so that the i-type semiconductor films 5 and 6 thereunder are not implanted with impurities, and 8 is an interlayer insulating layer.

層間絶縁層8において、N型半導体膜(領域)3の配線膜と、P型半導体膜(領域)4の配線膜の上方に、コンタクトホールが形成されており、コンタクトホール内の導電材料が、N型半導体膜3の配線膜とP型半導体膜4の配線膜を接続する接続電極10を形成し、また、データ信号線9を形成する。
ゲート電極1a、ゲート絶縁膜2、及び半導体膜4と5がNチャネル型のTFTトランジスタを構成する。一方、ゲート電極1b、ゲート絶縁膜2、及び半導体膜4と6がPチャネル型のトランジスタを構成する。そのPチャネル型トランジスタの容量は補助容量として用いる。
In the interlayer insulating layer 8, a contact hole is formed above the wiring film of the N + type semiconductor film (region) 3 and the wiring film of the P + type semiconductor film (region) 4, and a conductive material in the contact hole However, the connection electrode 10 connecting the wiring film of the N + type semiconductor film 3 and the wiring film of the P + type semiconductor film 4 is formed, and the data signal line 9 is formed.
The gate electrode 1a, the gate insulating film 2, and the semiconductor films 4 and 5 constitute an N-channel TFT transistor. On the other hand, the gate electrode 1b, the gate insulating film 2, and the semiconductor films 4 and 6 constitute a P-channel transistor. The capacity of the P-channel transistor is used as an auxiliary capacity.

型半導体膜(領域)3の配線膜とP型半導体膜(領域)4の配線膜の導通は、両者を直接に接続する場合は、N型半導体膜3とP型半導体膜4の間にPN接合が生じ、電位のロスが生じる。そこで、N型半導体膜3からP型半導体膜4への接続を金属を介して行われることが望ましい。本実施形態では、N型半導体膜3に接続するコンタクトホールと、P型半導体膜4に接続するコンタクトホールに金属を充填し接続電極10を形成し、両者を接続している。
接続電極10の材料は、データ信号線9に使用する材料であることが望ましい。データ信号線9と同一金属を用いれば、接続のための特別な工程が必要なくなるため、安価に製造することが可能となる。
接続のための金属としてほかには、画素電極(図7と図9)と同じ材料を用いることも可能である。
しかし、コンタクトホールは必ずしも必要ではなく、N型半導体膜3とP型半導体膜4の直上に金属層を形成してもよい。
When the wiring film of the N + type semiconductor film (region) 3 and the wiring film of the P + type semiconductor film (region) 4 are directly connected, the N + type semiconductor film 3 and the P + type semiconductor film are connected. 4, a PN junction is generated, and a potential loss occurs. Therefore, it is desirable to connect the N + type semiconductor film 3 to the P + type semiconductor film 4 through a metal. In this embodiment, the contact hole connected to the N + type semiconductor film 3 and the contact hole connected to the P + type semiconductor film 4 are filled with metal to form the connection electrode 10, and the two are connected.
The material of the connection electrode 10 is preferably a material used for the data signal line 9. If the same metal as that of the data signal line 9 is used, a special process for connection is not required, and therefore it can be manufactured at low cost.
In addition to the metal for connection, the same material as the pixel electrode (FIGS. 7 and 9) can be used.
However, the contact hole is not always necessary, and a metal layer may be formed immediately above the N + type semiconductor film 3 and the P + type semiconductor film 4.

図12(A)、(B)と(C)は、図10(A)が示している本実施形態の液晶表示装置において、走査線WLn−1、WLn、及びWLn+1に印加する走査線電圧のタイミングチャートを示す。図12(A)において、VddとVssgは、それぞれ各画素のTFTトランジスタをON状態、及びOFF状態にする電圧である。ここで、一例として、Vdd=13V、Vssg=−2V。
図12(B)では、破線は共通電極の電位、折れ線は画素電位の変化のタイミングを表わす。
図12(A)、(B)と(C)に示すように、画像を表示する時は、各走査線WLn−1、WLn、WLn+1、…が順次ハイレベル電圧信号(Vdd)を各画素のトランジスタNTr1、NTr4、NTr2、NTr5に出力してONさせて、各画素を動作させる。
1画面を表示するには、各画素が一回しか動作せず、そのため、走査線電圧がVddとなる期間は、Vssgとなる期間と比べて遥かに短く、各トランジスタは1画面を表示する期間内にほとんどOFF状態に保持されている。即ち、該表示期間の殆どの部分に、WLn−1、WLn、及びWLn+1に−2Vの電圧を印加している。
これによって、図10と図11に示された、例えば、P型MOS補助容量PCS1は、その金属の電極(走査線)に、殆どの時間、−2Vの電圧を印加していることになる。
FIGS. 12A, 12B, and 12C show the scanning line voltages applied to the scanning lines WLn−1, WLn, and WLn + 1 in the liquid crystal display device of this embodiment shown in FIG. A timing chart is shown. In FIG. 12A, Vdd and Vssg are voltages for turning on and off the TFT transistors of the respective pixels. Here, as an example, Vdd = 13V, Vssg = -2V.
In FIG. 12B, the broken line represents the potential of the common electrode, and the broken line represents the change timing of the pixel potential.
As shown in FIGS. 12A, 12B, and 12C, when an image is displayed, each scanning line WLn-1, WLn, WLn + 1,... Sequentially outputs a high level voltage signal (Vdd) to each pixel. The transistors NTr1, NTr4, NTr2, and NTr5 are output and turned on to operate each pixel.
In order to display one screen, each pixel operates only once. Therefore, the period in which the scanning line voltage is Vdd is much shorter than the period in which Vssg is set, and each transistor displays one screen. It is almost kept in the OFF state. That is, a voltage of −2 V is applied to WLn−1, WLn, and WLn + 1 for most of the display period.
Accordingly, for example, the P-type MOS auxiliary capacitor PCS1 shown in FIGS. 10 and 11 applies a voltage of −2 V to the metal electrode (scanning line) for most of the time.

一方、補助容量PCS1の他方のP型半導体膜を含む電極については、トランジスタNTr1がON状態の場合は、トランジスタNTr1のソース・ドレインを介して、データ信号線BLn−1からのハイレベル信号が補助容量PCS1を充電しながら、液晶両側電極に電圧を印加する。補助容量PCS1が充電されると、その半導体膜電極の電位がVssgより高くなる。また、トランジスタNTr1がOFF状態の場合は、トランジスタNTr1のソースとドレインが遮断され、データ信号線BLn−1からの信号が液晶と補助容量PCS1に電圧を供給せず、補助容量PCS1が液晶の両側の電極に電圧を供給する。
図12(B)に画素電位が図示されているように、補助容量PCS1の半導体膜の電位(画素電位と同じである)が徐々に下がったり、上がったりしているが、常にVssgよりは高い。そうすると、補助容量PCS1の金属側(走査線側)から半導体膜までの電圧Vgは常に負電圧である。
On the other hand, for the electrode including the other P-type semiconductor film of the auxiliary capacitor PCS1, when the transistor NTr1 is in the ON state, a high level signal from the data signal line BLn-1 is assisted through the source / drain of the transistor NTr1. While charging the capacitor PCS1, a voltage is applied to both electrodes of the liquid crystal. When the auxiliary capacitor PCS1 is charged, the potential of the semiconductor film electrode becomes higher than Vssg. When the transistor NTr1 is in the OFF state, the source and drain of the transistor NTr1 are cut off, the signal from the data signal line BLn-1 does not supply voltage to the liquid crystal and the auxiliary capacitor PCS1, and the auxiliary capacitor PCS1 is on both sides of the liquid crystal. A voltage is supplied to the electrodes.
As shown in FIG. 12B, the potential of the semiconductor film of the auxiliary capacitor PCS1 (which is the same as the pixel potential) gradually decreases or increases, but is always higher than Vssg. Then, the voltage Vg from the metal side (scanning line side) of the auxiliary capacitor PCS1 to the semiconductor film is always a negative voltage.

図4のグラフについて既に説明したように、このような電圧Vgを走査線(金属)/ゲート絶縁膜/N型の半導体膜からなるN型MOS容量に印加すると、N型半導体の多数キャリアが電子であるので、負の走査線電圧(又は電圧Vg)では、多数キャリアが該半導体膜の表面から排斥され、空乏層(又/及び反転層)が形成されるので、補助容量の絶縁層が厚くなるのに相当し、図4に示されたように、得られる容量値は小さい。
図13は、P型MOS構造の容量−電圧特性を示すグラフである。
走査線(金属)/ゲート絶縁膜/P型の半導体膜からなるP型MOS容量において、P型半導体の多数キャリアがホールであるので、負の走査線電圧(又は、電圧Vg)では、P型半導体膜の表面で空乏層が形成されず、逆に多数キャリアが集まる。これによって、図13に示されたように、大きい容量値が得られる。
従って、本実施形態によって、通常の駆動条件の使用範囲(走査線電圧がVssgとなる期間)において十分な容量が形成されている。
As already described with reference to the graph of FIG. 4, when such a voltage Vg is applied to an N-type MOS capacitor composed of a scanning line (metal) / gate insulating film / N-type semiconductor film, majority carriers of the N-type semiconductor are converted into electrons. Therefore, with a negative scanning line voltage (or voltage Vg), majority carriers are eliminated from the surface of the semiconductor film, and a depletion layer (and / or inversion layer) is formed. Therefore, the auxiliary capacitor insulating layer is thick. As shown in FIG. 4, the obtained capacitance value is small.
FIG. 13 is a graph showing the capacitance-voltage characteristics of the P-type MOS structure.
In a P-type MOS capacitor composed of a scanning line (metal) / gate insulating film / P-type semiconductor film, the majority carrier of the P-type semiconductor is a hole, so that the negative scanning line voltage (or voltage Vg) is P-type. A depletion layer is not formed on the surface of the semiconductor film, and majority carriers gather on the contrary. As a result, a large capacitance value is obtained as shown in FIG.
Therefore, according to the present embodiment, a sufficient capacitance is formed in the use range of normal driving conditions (period in which the scanning line voltage is Vssg).

このように、通常画素トランジスタをNチャネル型で形成している場合には、補助容量はP型MOS容量で形成する必要があり、画素トランジスタをPチャネル型で形成している場合には、補助容量はN型MOS容量で形成することが望ましい。
本実施の形態では、補助容量を次段の走査線(ゲート線)WLnとで形成しているが、前段の走査線(ゲート線)WLn−2でもかまわない。
補助容量を形成している走査線WLnがハイレベルになったとき、従来では、画素電位が大幅にシフトしていたが、本実施形態のようなP型MOS容量にすることにより、走査線WLnがハイレベルになった時に、図12(B)に示すように、P型MOS容量が実効的に減少し、シフト量が減少する。これにより表示品質が向上する。
Thus, when the normal pixel transistor is formed of an N-channel type, the auxiliary capacitor must be formed of a P-type MOS capacitor, and when the pixel transistor is formed of a P-channel type, the auxiliary capacitor is formed. The capacitor is preferably formed of an N-type MOS capacitor.
In this embodiment, the auxiliary capacitor is formed by the next scanning line (gate line) WLn, but it may be the previous scanning line (gate line) WLn-2.
When the scanning line WLn forming the auxiliary capacitor becomes high level, the pixel potential has been greatly shifted in the past. However, by using the P-type MOS capacitor as in the present embodiment, the scanning line WLn When becomes high level, as shown in FIG. 12B, the P-type MOS capacitance is effectively reduced, and the shift amount is reduced. This improves the display quality.

図14(A)と(B)は、本実施形態に係わる液晶表示装置の製造方法を示す。本実施形態の製造方法は、図5、図6、及び図7に示した従来の方法において、図6(A)に示した従来の製造方法の工程を変えたものである。
図5(D)の工程に続いて、図14(A)において、TFTトランジスタ近傍に燐の高濃度注入を行い、N型半導体膜3を形成し、半導体膜を金属化する。その時、補助容量近傍では、燐の高濃度注入を行わないように、レジスト11bが形成されている。一般にレジストのことを保護マスクとも称する。このため、燐の高濃度注入を行った後に、補助容量の近傍は、図5(D)の工程と同じように、N型半導体膜4aである。
また、従来行ってきた補助容量上の保護絶縁膜を除去する工程が不要となる。
図14(B)では、補助容量近傍のレジストパターン11bを除去し、補助容量の近傍に高濃度のボロンの注入を行い、P型半導体膜4bを形成する。その時、TFTトランジスタ近傍では、ボロンの高濃度注入を行わないように、レジスト11cが形成されている。
その後、必要に応じてドープした元素を活性化するための熱処理を行う。
14A and 14B show a method for manufacturing a liquid crystal display device according to this embodiment. The manufacturing method of the present embodiment is obtained by changing the steps of the conventional manufacturing method shown in FIG. 6A in the conventional method shown in FIGS. 5, 6, and 7.
Following the step of FIG. 5D, in FIG. 14A, high concentration implantation of phosphorus is performed in the vicinity of the TFT transistor to form the N + type semiconductor film 3, and the semiconductor film is metallized. At that time, the resist 11b is formed in the vicinity of the auxiliary capacitor so as not to perform high concentration implantation of phosphorus. In general, a resist is also called a protective mask. Therefore, after the high concentration implantation of phosphorus, the vicinity of the auxiliary capacitance is the N type semiconductor film 4a as in the step of FIG.
Further, the conventional process for removing the protective insulating film on the auxiliary capacitor is not necessary.
In FIG. 14B, the resist pattern 11b in the vicinity of the auxiliary capacitance is removed, and high-concentration boron is implanted in the vicinity of the auxiliary capacitance to form the P + type semiconductor film 4b. At that time, a resist 11c is formed in the vicinity of the TFT transistor so as not to perform high concentration boron implantation.
Thereafter, heat treatment for activating the doped element is performed as necessary.

以上に説明したように、本実施形態に係わる液晶表示装置は、第1の導電型の素子と、第2の導電型のMOS構造を含む。このような2種類の導電型の素子を用いれば、表示画素領域、若しくは、その外側領域、若しくは、その両方にCMOS型の駆動回路や論理回路を形成することが可能である。
図15は、各画素がこのようなCMOSにより駆動される表示装置の構成の一例を示す。図15において、並列に配列した複数の走査線と複数のデータ信号線がそれぞれ走査線駆動回路とデータ信号線駆動回路によって駆動され、行列状に配列された各画素が、例えば、Nチャネル型TFTと、P型MOS容量により構成された駆動回路により駆動される。
また、そのような回路を有する液晶表示装置においては、本実施形態のような方法が、特別な工程の増加無しに構成することが可能となるため、最も適した構成例となる。例えば、高移動度を有するポリシリコン膜を半導体として用いているポリシリコントランジスタ液晶表示装置などで使用されることが望ましい。
As described above, the liquid crystal display device according to the present embodiment includes the first conductivity type element and the second conductivity type MOS structure. If such two types of conductive elements are used, it is possible to form a CMOS-type drive circuit or logic circuit in the display pixel region, the outer region thereof, or both.
FIG. 15 shows an example of the configuration of a display device in which each pixel is driven by such a CMOS. In FIG. 15, a plurality of scanning lines and a plurality of data signal lines arranged in parallel are driven by a scanning line driving circuit and a data signal line driving circuit, respectively, and each pixel arranged in a matrix is, for example, an N-channel TFT. And driven by a drive circuit constituted by a P-type MOS capacitor.
In addition, in a liquid crystal display device having such a circuit, the method as in this embodiment can be configured without an increase in special steps, and is the most suitable configuration example. For example, it is preferably used in a polysilicon transistor liquid crystal display device using a polysilicon film having high mobility as a semiconductor.

本実施形態によれば、通常の駆動条件の使用範囲(走査線電圧がVssgとなる期間)において、補助容量に十分な容量が得られる。また、補助容量がCSオンゲート構造で形成できるので、高い開口率が得られる。
また、本実施形態の液晶装置製造方法によれば、半導体膜がエッチングにさらされる工程が減るため、欠陥などが減少する。
According to the present embodiment, a sufficient capacity for the auxiliary capacity can be obtained in the use range of the normal driving condition (period in which the scanning line voltage is Vssg). Further, since the auxiliary capacitor can be formed with a CS on-gate structure, a high aperture ratio can be obtained.
In addition, according to the liquid crystal device manufacturing method of the present embodiment, the number of steps in which the semiconductor film is exposed to etching is reduced, so that defects and the like are reduced.

第2の実施形態
本実施形態は、本発明の液晶表示装置の他の構成例を示す。
図16と図17は、本実施形態に係わる液晶表示装置の構成の平面図と模式的断面図である。
図16と図17に示された液晶表示装置は、基本的に図10(B)と図11に示された構成と同じである。従って、本実施形態について、重複する説明を適宜省略し、また、図16と図17において、図10(B)と図11と同じ構成成分に同じ符号を用いる。
図16と図10(B)、及び図17と図11の違いは、図10(B)に示されたN型半導体膜3とP型半導体膜4を接続するコンタクトホールH2とH3は、図16に一つのコンタクトホールH4になっている。図11に示された2つのコンタクトホールに導電性物質を充填して形成された接続電極10は、図17において、同一のコンタクトホールに充填した導電材料で形成された接続電極30になっている。
Second Embodiment This embodiment shows another configuration example of the liquid crystal display device of the present invention.
16 and 17 are a plan view and a schematic cross-sectional view of the configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
The liquid crystal display device shown in FIGS. 16 and 17 is basically the same as that shown in FIGS. 10B and 11. Therefore, the description which overlaps about this embodiment is abbreviate | omitted suitably, and the same code | symbol is used for the same component as FIG. 10 (B) and FIG.
The difference between FIG. 16 and FIG. 10B and FIG. 17 and FIG. 11 is that contact holes H2 and H3 connecting the N + type semiconductor film 3 and the P + type semiconductor film 4 shown in FIG. FIG. 16 shows one contact hole H4. The connection electrode 10 formed by filling the two contact holes shown in FIG. 11 with the conductive material is the connection electrode 30 formed of the conductive material filled in the same contact hole in FIG. .

型半導体膜3とP型半導体膜4を接続するコンタクトは、両導電型にまたがる同一のコンタクトホールであることが望ましい。コンタクトホールを1つにすることにより画素内の領域を有効に活用でき、開口率を向上する。 The contact connecting the N + type semiconductor film 3 and the P + type semiconductor film 4 is preferably the same contact hole extending over both conductivity types. By using one contact hole, the area in the pixel can be used effectively, and the aperture ratio is improved.

第3の実施形態
本実施形態は、本発明の液晶表示装置の他の構成例を示す。
図18は、本実施形態に係わる液晶表示装置の構成の平面図である。
図18において、図16と図11と同じ構成成分に同じ符号を用いる。
図18と図11、図16の違いは、図18において、補助容量PCS1の一部がデータ信号線BLn−1の下部に配置されている。
この場合には、必要な補助容量を形成するのに必要な領域が、もともと光が透過しない領域、例えば、金属領域(ここではデータ信号線)に形成されているため、透過率のロスが少なくなり、大きな開口率を確保することが可能となる。
この場合、トランジスタ構造は、ボトムゲート型でも、トップゲート型でも形成可能である。
Third Embodiment This embodiment shows another configuration example of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 18 is a plan view of the configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
18, the same reference numerals are used for the same components as those in FIGS. 16 and 11.
The difference between FIG. 18, FIG. 11, and FIG. 16 is that in FIG. 18, a part of the auxiliary capacitor PCS1 is disposed below the data signal line BLn-1.
In this case, since the region necessary for forming the necessary auxiliary capacitance is originally formed in a region that does not transmit light, for example, a metal region (in this case, a data signal line), loss of transmittance is small. Thus, a large aperture ratio can be ensured.
In this case, the transistor structure can be formed by a bottom gate type or a top gate type.

図18に示されたボトムゲート構造において、データ信号線BLn−1の下部に補助容量PCS1を形成する場合、半導体膜上に保護絶縁膜が残るため、信号線−半導体膜間の結合容量が減少する。これにより、クロストークなど表示品質が向上する。
また、信号線下の電極とのカップリング容量が減少するため、トータルの信号線容量が減少し、信号線電位の立ち上がり、立下り時間が減少して表示品質の向上が図れる。
In the bottom gate structure shown in FIG. 18, when the auxiliary capacitor PCS1 is formed below the data signal line BLn-1, since the protective insulating film remains on the semiconductor film, the coupling capacitance between the signal line and the semiconductor film is reduced. To do. This improves display quality such as crosstalk.
In addition, since the coupling capacitance with the electrode under the signal line is reduced, the total signal line capacitance is reduced, and the rise and fall times of the signal line potential are reduced, thereby improving the display quality.

第4の実施形態
以上、ボトムゲート型のトランジスタ構造を例として説明してきたが、本発明はトップゲート型のトランジスタ構造にも適用できる。
図19は、本実施形態に係わるトップゲート構造の液晶表示装置の構成の1例の断面図である。
図19の液晶表示装置においては、不図示の透明基板に形成された不図示の下地層に半導体膜43,44,45,46が成膜され、その半導体膜の上にゲート絶縁膜42が形成され、さらにその上に走査線41aと41b(WLn−1とWLn)と層間絶縁膜48が形成される。これにより、TFTトランジスタ及び補助容量が形成される。
43はN型半導体膜、44はP型半導体膜である。半導体膜45の中央はiタイプの半導体膜であり、その両端はLDD領域である。半導体膜45はTFTトランジスタのチャネル領域を構成し、図19はNチャネルである。半導体膜46もiタイプの半導体膜である。
Fourth Embodiment Although the bottom gate type transistor structure has been described above as an example, the present invention can also be applied to a top gate type transistor structure.
FIG. 19 is a cross-sectional view of an example of the configuration of the liquid crystal display device having a top gate structure according to this embodiment.
In the liquid crystal display device of FIG. 19, semiconductor films 43, 44, 45, and 46 are formed on a base layer (not shown) formed on a transparent substrate (not shown), and a gate insulating film 42 is formed on the semiconductor film. Further, the scanning lines 41a and 41b (WLn-1 and WLn) and the interlayer insulating film 48 are formed thereon. Thereby, a TFT transistor and an auxiliary capacitor are formed.
43 is an N + type semiconductor film, and 44 is a P + type semiconductor film. The center of the semiconductor film 45 is an i-type semiconductor film, and both ends thereof are LDD regions. The semiconductor film 45 constitutes a channel region of the TFT transistor, and FIG. 19 shows an N channel. The semiconductor film 46 is also an i-type semiconductor film.

半導体膜46も不純物が注入されていない、いわゆるiタイプの半導体膜である。層間絶縁膜48において、N型半導体膜43の配線膜、P型半導体膜44の配線膜、コンタクトホールが形成されており、コンタクトホール内の導電材料が、N型半導体膜43の配線膜とP型半導体膜44の配線膜を接続する接続電極50を形成し、また、データ信号線49を形成する。
ゲート電極(走査線の一部を構成する)41a、ゲート絶縁膜42、及び半導体膜43と45がNチャネル型のTFTトランジスタを構成する。一方、ゲート電極41b、ゲート絶縁膜42、及び半導体膜44と46がPチャネル型のトランジスタを構成する、そのPチャネル型トランジスタの容量は補助容量として用いる。
以上示した構造は、図10(B)に示される構造を模式断面図にしたものである。また、図16に対応する構造であってもよい。
また、画素トランジスタは、NチャネルでもPチャネルであってもよい。
The semiconductor film 46 is also a so-called i-type semiconductor film in which no impurity is implanted. In the interlayer insulating film 48, the wiring film of the N + type semiconductor film 43, the wiring film of the P + type semiconductor film 44, and the contact hole are formed, and the conductive material in the contact hole is the wiring of the N + type semiconductor film 43. A connection electrode 50 for connecting the film and the wiring film of the P + type semiconductor film 44 is formed, and a data signal line 49 is formed.
The gate electrode (which constitutes part of the scanning line) 41a, the gate insulating film 42, and the semiconductor films 43 and 45 constitute an N-channel TFT transistor. On the other hand, the gate electrode 41b, the gate insulating film 42, and the semiconductor films 44 and 46 constitute a P-channel transistor, and the capacitance of the P-channel transistor is used as an auxiliary capacitor.
The structure shown above is a schematic cross-sectional view of the structure shown in FIG. Moreover, the structure corresponding to FIG. 16 may be sufficient.
Further, the pixel transistor may be an N channel or a P channel.

図20(A)と(B)は、本実施形態に係わるトップゲート構造を有する液晶表示装置の製造方法を示す。本実施形態の製造方法は、図8と図9に示した従来の製造方法において、図8(C)に示した従来の製造方法の工程を変えたものである。
図8(B)の工程に続いて、図20(A)において、TFTトランジスタ領域で、チャネル領域45両側のLDD領域を覆うような形状のレジスト47aを形成する。そして、TFTトランジスタ近傍に燐の高濃度注入を行ない、N型半導体膜43を形成し、半導体膜を金属化する。
20A and 20B show a method of manufacturing a liquid crystal display device having a top gate structure according to this embodiment. The manufacturing method of the present embodiment is obtained by changing the steps of the conventional manufacturing method shown in FIG. 8C in the conventional manufacturing method shown in FIGS.
Following the step of FIG. 8B, a resist 47a having a shape covering the LDD regions on both sides of the channel region 45 is formed in the TFT transistor region in FIG. 20A. Then, high concentration implantation of phosphorus is performed in the vicinity of the TFT transistor, an N + type semiconductor film 43 is formed, and the semiconductor film is metalized.

その時、補助容量近傍では、燐の高濃度注入を行なわないように、レジスト47bが形成されている。このため、燐の高濃度注入を行なった後に、補助容量の近傍は、図8(B)と同じように、N型半導体膜44aである。
図20(B)では、補助容量近傍のレジスト47bを除去し、補助容量の近傍に高濃度のボロンの注入を行ない、P型半導体膜44bを形成する。その時、TFTトランジスタ近傍では、ボロンの高濃度注入を行なわないように、レジスト47cが形成されている。
その後、必要に応じてドープした元素を活性化するための熱処理を行なう。
At this time, a resist 47b is formed in the vicinity of the auxiliary capacitance so as not to perform high concentration implantation of phosphorus. Therefore, after the high concentration implantation of phosphorus, the vicinity of the auxiliary capacitance is the N type semiconductor film 44a as in FIG. 8B.
In FIG. 20B, the resist 47b in the vicinity of the auxiliary capacitance is removed, and high-concentration boron is implanted in the vicinity of the auxiliary capacitance to form a P + type semiconductor film 44b. At that time, a resist 47c is formed in the vicinity of the TFT transistor so as not to perform high concentration boron implantation.
Thereafter, heat treatment for activating the doped element is performed as necessary.

本実施形態は、第1、2の実施形態と同じ効果を有する。   This embodiment has the same effect as the first and second embodiments.

以上、本発明を好ましい実施の形態に基づき説明したが、本発明は以上に説明した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の改変が可能である。
以上の実施例では、液晶表示装置を例として説明したが、他の駆動方法が類似する表示装置にも応用できる。
Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
In the above embodiments, the liquid crystal display device has been described as an example, but the present invention can also be applied to display devices with other driving methods.

従来の表示装置の一例の等価回路を示す。6 shows an equivalent circuit of an example of a conventional display device. 図1に示す従来の表示装置の構成の平面図を示す。The top view of the structure of the conventional display apparatus shown in FIG. 1 is shown. (A)は、従来のボトムゲート構造を有する表示装置の他例の等価回路を示し、(B)は、該表示装置の構成の平面図を示す。(A) shows an equivalent circuit of another example of a display device having a conventional bottom gate structure, and (B) shows a plan view of the configuration of the display device. 図3に示された従来の表示装置において、補助容量の電圧−容量特性の測定結果を示すグラフである。4 is a graph showing measurement results of voltage-capacitance characteristics of auxiliary capacitors in the conventional display device shown in FIG. 3. (A)〜(D)は、図3に示された従来の表示装置の製造方法を説明する断面図である。(A)-(D) are sectional drawings explaining the manufacturing method of the conventional display apparatus shown by FIG. 図5に続いて、(A)〜(C)は、図3に示された従来の表示装置の製造方法を説明する断面図である。5A to 5C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the conventional display device shown in FIG. 図6に続いて、(A)と(B)は、図3に示された従来の表示装置の製造方法を説明する断面図である。6A and 6B are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the conventional display device shown in FIG. (A)〜(C)は、従来のトップゲート構造を有する表示装置の製造方法を説明する断面図である。(A)-(C) are sectional drawings explaining the manufacturing method of the display device which has the conventional top gate structure. 図8に続いて、(A)と(B)は、従来のトップゲート構造を有する表示装置の製造方法を説明する断面図である。8A and 8B are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a display device having a conventional top gate structure. (A)は、本発明の第1の実施形態に係わる表示装置の等価回路を示し、(B)は、該表示装置の構成の平面図を示す。(A) shows the equivalent circuit of the display apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention, (B) shows the top view of a structure of this display apparatus. 本発明の第1の実施形態に係わる表示装置の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the display apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. (A)〜(C)は、本発明の第1の実施形態に係わる表示装置において、走査線信号及び画素電位のタイミングチャートである。(A)-(C) are timing charts of scanning line signals and pixel potentials in the display device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係わる表示装置において、補助容量の電圧−容量特性の測定結果を示すグラフである。4 is a graph showing measurement results of voltage-capacitance characteristics of an auxiliary capacitor in the display device according to the first embodiment of the present invention. (A)と(B)は、本発明の第1の実施形態に係わる表示装置の製造方法を説明する断面図である。(A) And (B) is sectional drawing explaining the manufacturing method of the display apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係わる表示装置における駆動回路を示す図である。It is a figure which shows the drive circuit in the display apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係わる表示装置の構成の平面図を示す。The top view of the structure of the display apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第2の実施形態に係わる表示装置の構成の断面図である。It is sectional drawing of a structure of the display apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係わる表示装置の構成の平面図を示す。The top view of the structure of the display apparatus concerning the 3rd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第4の実施形態に係わる表示装置の構成の断面図である。It is sectional drawing of the structure of the display apparatus concerning the 4th Embodiment of this invention. (A)と(B)は、本発明の第4の実施形態に係わる表示装置の製造方法を説明する断面図である。(A) And (B) is sectional drawing explaining the manufacturing method of the display apparatus concerning the 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1a、1b…走査線、2…ゲート絶縁膜、3…N型半導体膜、4、4b…P型半導体膜、4a…N型半導体膜、5…チャネル領域(半導体膜)、6…i型半導体膜、7a、7b…ストッパ絶縁膜、8…層間絶縁膜、9…データ信号線、10…接続電極、11a、11b、11c…レジスト、30…接続電極、40…下地層、41a、41b…走査線、42…ゲート絶縁膜、43…N型半導体膜、44、44b…P型半導体膜、44a…N型半導体膜、45…チャネル領域、46…i型半導体膜、48…層間絶縁膜、49…データ信号線、50…接続電極、47a、47b、47c…レジスト、101…ガラス基板、102a、102b…ゲート電極、103…ゲート絶縁膜、104a、104b、104c…半導体膜、105、105a、105b…保護絶縁膜、107a、107b…レジスト、108…レジスト、109…層間絶縁膜、110a、110b…コンタクトホール、111a、111b…データ信号線、112…接続金属、113…第2の層間絶縁膜、114…画素電極、121…ガラス基板、122…下地層、123a、123b、123c…半導体膜、124…ゲート絶縁膜、125a、125b…ゲート電極(走査線)、126…レジスト、127…層間絶縁膜、128a、128b…コンタクトホール、129a、129b…データ信号線、130…接続金属、131…第2の層間絶縁膜、132…画素電極、WL…走査線、BL…データ信号線、CSL…補助容量線、CS,PCS…補助容量、Tr,NTr…トランジスタ、Ccl…液晶素子容量、H1、H2,H3、H4…コンタクトホール。 1a, 1b ... scan lines, 2 ... gate insulating film, 3 ... N + -type semiconductor layer, 4, 4b ... P + -type semiconductor layer, 4a ... N - -type semiconductor layer, 5 ... channel region (semiconductor film), 6 ... i-type semiconductor film, 7a, 7b ... stopper insulating film, 8 ... interlayer insulating film, 9 ... data signal line, 10 ... connection electrode, 11a, 11b, 11c ... resist, 30 ... connection electrode, 40 ... underlayer, 41a, 41b ... scanning line, 42 ... gate insulating film, 43 ... N + type semiconductor film, 44, 44b ... P + type semiconductor film, 44a ... N - type semiconductor film, 45 ... channel region, 46 ... i type semiconductor film, 48 ... Interlayer insulating film, 49 ... Data signal line, 50 ... Connection electrode, 47a, 47b, 47c ... Resist, 101 ... Glass substrate, 102a, 102b ... Gate electrode, 103 ... Gate insulating film, 104a, 104b, 104c ... Semiconductor film 10 105a, 105b ... protective insulating film, 107a, 107b ... resist, 108 ... resist, 109 ... interlayer insulating film, 110a, 110b ... contact hole, 111a, 111b ... data signal line, 112 ... connecting metal, 113 ... second Interlayer insulating film, 114 ... pixel electrode, 121 ... glass substrate, 122 ... underlayer, 123a, 123b, 123c ... semiconductor film, 124 ... gate insulating film, 125a, 125b ... gate electrode (scanning line), 126 ... resist, 127 ... Interlayer insulating film, 128a, 128b ... Contact hole, 129a, 129b ... Data signal line, 130 ... Connection metal, 131 ... Second interlayer insulating film, 132 ... Pixel electrode, WL ... Scan line, BL ... Data signal line, CSL: auxiliary capacitance line, CS, PCS: auxiliary capacitance, Tr, NTr: transistor, Ccl: liquid Element capacity, H1, H2, H3, H4 ... contact hole.

Claims (9)

互いに交差する複数の走査線及び信号線と、両配線の各交差部に配された画素とを絶縁性の基板上に備え、
各画素は、少なくとも画素電極と、これを駆動する薄膜トランジスタと、半導体膜からなる前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線を介して、前記号線から該画素電極に書き込まれた信号電荷を保持する、前記薄膜トランジスタと導電型の異なるMOS構造の補助容量とを含み、
前記補助容量の補助容量線が前段もしくは後段の前記走査線と兼ねた構造からなる表示装置において、
前記補助容量の絶縁膜を挟んで構成された一組の電極のうち一方の電極が延在する前記補助容量の配線は、前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線と導電型の異なる半導体膜からなり、
前記補助容量の配線と前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線との接合部を直接に接続させ、前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線と前記補助容量の配線とを接続する接続電極が設けられている
表示装置。
A plurality of scanning lines and signal lines intersecting each other, and pixels arranged at each intersection of both wirings are provided on an insulating substrate,
Each pixel holds at least the pixel electrode, a thin film transistor for driving this through the wirings drawn out from the source or drain of the thin film transistor comprising a semiconductor film, the written signal charges to the pixel electrode from the signal Line An auxiliary capacitor having a MOS structure having a different conductivity type from the thin film transistor ,
In the display device having a structure in which the auxiliary capacitance line of the auxiliary capacitance also serves as the scanning line in the previous stage or the subsequent stage,
The wiring of the auxiliary capacitor in which one electrode of a set of electrodes configured with the insulating film of the auxiliary capacitor sandwiched therebetween is a semiconductor film having a conductivity type different from that of the wiring drawn from the source or drain of the thin film transistor Consists of
Connection electrodes for connecting the junction of the wiring drawn out from the source or drain of the wiring of the auxiliary capacitance thin film transistor is directly connected, the wiring and the auxiliary capacitance drawn from the source or drain of the thin film transistor wiring A display device is provided.
前記補助容量の前記一方の電極の配線及び前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線は同層に形成された半導体膜からなる
請求項1に記載の表示装置。
The display device according to claim 1, wherein the wiring of the one electrode of the auxiliary capacitor and the wiring drawn out from the source or drain of the thin film transistor are made of a semiconductor film formed in the same layer.
前記接続電極は、前記補助容量の前記一方の電極の配線及び前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線の上層に形成されたコンタクトホールに充填された導電性物質により、前記補助容量の配線と前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線とを接続する
請求項2に記載の表示装置。
The connection electrode is formed of a conductive material filled in a contact hole formed in an upper layer of the wiring of the one electrode of the auxiliary capacitor and the wiring extracted from the source or drain of the thin film transistor. The display device according to claim 2, wherein a wiring drawn from a source or a drain of the thin film transistor is connected.
前記コンタクトホールは、前記接合部上に形成された1つのコンタクトホールであり、当該コンタクトホールに充填された前記導電性物質により前記補助容量の前記一方の電極の配線と前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインから引き出された配線とを接続する
請求項3に記載の表示装置。
The contact hole is one of a contact hole formed on the joint, from the source or drain of the said conductive material filled in the contact hole and the wiring of the one electrode of the storage capacitor the thin film transistor The display device according to claim 3, wherein the display device is connected to the drawn wiring.
前記導電性物質は前記信号線と同じ導電性物質により形成されている
請求項3に記載の表示装置。
The display device according to claim 3, wherein the conductive material is formed of the same conductive material as the signal line.
前記補助容量は、前記薄膜トランジスタと導電型の異なるMOS構造の補助容量であり、前記補助容量は、前記一方の電極に対して前記絶縁膜を挟んで構成された他方の電極を有し、該他方の電極は走査線を共有す
請求項1記載の表示装置。
The auxiliary capacitor is an auxiliary capacitor having a MOS structure having a conductivity type different from that of the thin film transistor, and the auxiliary capacitor includes the other electrode configured by sandwiching the insulating film with respect to the one electrode, display device of the electrode according to claim 1, wherein that share the scan lines.
前記接続電極は、前記画素内に設けられている
請求項1に記載の表示装置。
The display device according to claim 1, wherein the connection electrode is provided in the pixel.
前記薄膜トランジスタを構成する半導体膜の導電型はN型であり、
前記補助容量の前記一方の電極の配線を形成する半導体膜の導電型はP型であり、
前記接合部はPN接合を形成する
請求項1に記載の表示装置。
The conductivity type of the semiconductor film constituting the thin film transistor is N type,
The conductivity type of the semiconductor film forming the wiring of the one electrode of the auxiliary capacitor is P type,
The display device according to claim 1, wherein the joint portion forms a PN junction.
前記薄膜トランジスタは、前記走査線を同一ゲートとする直列接続された第1及び第2の薄膜トランジスタからなる
請求項1に記載の表示装置。
The display device according to claim 1, wherein the thin film transistor includes first and second thin film transistors connected in series with the scanning line serving as the same gate.
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