JPH01268062A - 薄膜トランジスタ - Google Patents

薄膜トランジスタ

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JPH01268062A
JPH01268062A JP9552788A JP9552788A JPH01268062A JP H01268062 A JPH01268062 A JP H01268062A JP 9552788 A JP9552788 A JP 9552788A JP 9552788 A JP9552788 A JP 9552788A JP H01268062 A JPH01268062 A JP H01268062A
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JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
film
electrode
gate
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP9552788A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Tanaka
靖夫 田中
Haruo Matsumaru
松丸 治男
Ken Tsutsui
謙 筒井
Hideaki Yamamoto
英明 山本
Yoshiyuki Kaneko
好之 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクティブマトリックス液晶テレビ等に用いら
れる非晶質シリコン薄膜トランジスタ〔a−Si TP
T)に係り、特に、光リークに起因するオフ電流増加の
ないa−SiTPTに関する。
〔従来の技術〕
近年、絶縁性基板上に非晶質シリコン薄膜トランジスタ
〔a−SiTPT)を形成し、これを用いて各画素に印
加する電圧を制御して液晶の階調表示を行うアクティブ
マトリックス型液晶テレビあるいは液晶デイスプレィ端
末の開発が盛んである。
第2図はa−SiTPTの最も一般的な例を断面図で示
したものである。この例に関連するものとしては特開昭
58−190058号公報にあげられる。
本構造のTPTの製法はガラス基板1上にゲート電極2
を形成し、その上にゲート絶縁膜3およびa  S x
 : H(i)層4およびa  Si:H(n)層5を
プラズマCVD法で連続的に形成する。しかる後、a−
3i : H(i)パターン4およびソース6、ドレイ
ン7電極パターンを形成し、この電極パターンをマスク
としてa−Si:H(n)層5をエツチングする。電極
材料にはCr、AQ。
MOあるいはこれらの多層金属等が用いられる。
これらのパターン上にパッシベーション膜8および遮光
膜パターン9を形成して液晶テレビあるいはデイスプレ
ィ用のa−3iTPTマトリツクスアレイ基板が完成す
る。ゲート絶縁膜には、a −Si :Hと同様にプラ
ズマCVD法で堆積できる窒化シリコン(S i N)
あるいは酸化シリコン(S i Oz)が広く用いられ
る。
このa−3i TPTマトリックスアレイ基板とその各
々の画素に対応するように赤、緑、青の色フィルタを配
置したITO対向電極基板とその間に液晶を封入し、周
辺に駆動回路を設置して、液晶カラーテレビあるいは液
晶カラーデイスプレィパネルとなる。
〔発明が解決しようとするill、M)第3図は上記従
来技術を用いて、作製したa−SiTFTのゲート電圧
とドレイン電流の特性図である6図の如<、TPTのオ
フ特性、即ち、ゲート電圧を負方向のバイアスに印加し
た時のドレイン電流値(Iolz:曲線a)は、ゲート
電極側からガラス基板をとおして光を照射すると、光が
TPTの活性領域に漏れ込で光電流が発生して増加する
(曲線b)という問題が発生した。この光電流増の基板
を用いて液晶テレビを作製すると。
画素選択がOFF状態においても、常に信号線側(ソー
ス電極)から信号電圧が画素電極側(ドレイン電極)に
漏れ込み1点灯した状態になってしまう。このことは液
晶テレビのOFF時の輝度レベルの増加を意味し、○N
/○FF比の低下、すなわち1階調の低下をもたらす。
本発明の目的はゲート電極側から光を照射したことによ
って発生する上記の問題点を改善し−たa−SiTFT
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、ゲート電極にCrを主体とする金属を用い
、プラズマCVD法でゲート絶縁膜、a−Si:H(i
)およびB−Si : H(n)層を連続形成する際に
、a −S i : H(i)Jl’Wの膜厚をゲート
電極の膜厚に比して十分薄くし、ゲート絶縁膜上に反映
されたゲート電極の段差部分でa−Si:H(i)層が
電気的に不連続であるようにし、かつ、a−Si:H(
n)層は電気的に接続するように堆積することにより達
成される。
この時、ゲート電極としては、Crを用いることが好適
であるが、他にMo、Ti、’l”a、AQを主成分と
する金属を用いることも可能である。
いずれの金属を用いても、ゲートtl!極端部の段差部
分での最大傾斜角が60’以上での急峻さを有すること
が必要である。また、上記a −S i : H(i)
層の厚さはゲート電極膜の3分の1以下とすることが好
ましい。
〔作用〕
第1図に示すように、Crゲート電w412は硝酸第二
セリウムアンモニウム系水溶液を用いたウェットエツチ
ング法を用いても、パターン端の段差は急峻になる0段
差部分の最大傾斜は通常60’以上となる。このゲート
電極上にゲート絶縁膜13、a−Si : H(i)1
4およびa−Si:H(n)15をプラズマCVD法で
堆積する時、a−Si:H(i)層の膜厚をゲート電極
の膜厚の173以下に設定すると、第1図のようにa−
Si:H(i)層14はゲート電極端の段差部分で切断
されて、ゲート電極上の領域とゲート電極の外側の領域
が空間的に分離された状態となる。また、この時、a−
Si:H(n)層15はa−8j:H(i)層14の側
面をカバーするように形成するにれはa−Si:H(i
)層14とソース電極16およびドレイン電極17が直
接接触して正孔注入によるI oxx増加を招くことを
防止するためである0通常、a−Si:H(n)層15
の膜厚はa−Si:H(i)層の膜厚の2倍以上とする
従って、第1図に示した断面構造のTPTでは、ゲート
電極側から照射した光がゲート電極からはみ出したa 
−S i : H(i)パターンに入射しても、その領
域はT I” Tの活性領域であるゲート電極上のa−
S i : H(i)領域とは空間時に分離されている
ので、光電流によるI oii増加には寄与しない。ま
た、a−Si : H(n)層15はここで問題となる
レベルの光電流を発生しないので空間的に接続されてい
ても問題はない。
上記のa−Si : H(j、)層の段差切れを確実に
起こすためには、ゲート電極パターン端部の段差が十分
急峻であることが必要である。通常、段差部分の最大傾
斜角は60°以上が必要であった。
この急峻な段差は、Crゲート電極を用いた場合にはウ
ェットエツチング法でも容易に実現できるが、ゲート電
極にM o HT x HT a T A Qなどの金
属を選んだ場合、通常、C−CQ−F系のガスを用いた
ドライエツチング法を用いると比較的容易に実現できる
第4図はCrゲート電極/ a−Si : H(i)膜
厚比に対するゲート電極側から光を照射した場合のr 
ozx値(ゲート電圧−20v)を示したものである。
第4図から明らかなように、Cr / a −Si:H
(i)膜厚比を3以上にとればゲート電極側からの光照
射にかかわらず工。1.値を十分低くできることがわか
る。また、以上の結果は、ドライエツチング法を用いて
作製したMo、Ti。
Ta、AQなどの金属をゲート電極を用いた場合におい
ても同様であった。
〔実施例〕
以下1本発明を第1図の実施例により説明する。
ガラス基板11上にCrをスパッタリング法により、0
.2μmの厚さに堆積し、ホトエツチングによりゲート
電極およびゲート配線パターン12を形成する。SiN
ゲート絶縁膜13.a−Si:H(i)L4およびa 
−S i : H(n)15層をグロー放電CVD法に
より、それぞれ、0.3、μm、0.05μm、0.1
μmの膜厚に堆積する。
この時、Crゲート電極は端部段差部分において最大傾
斜角60℃以上を有しており、a−Si:H(i )の
膜厚はCrゲート電極の膜厚の1/”3以下になるよう
に設定されているので、ゲート電極上のa−Si : 
H(i)層とゲート電極の外側のa−S i : H(
i’)層はゲート電極段差部において、電気的に分離さ
れている。
次に、a −S i : H(n)およびa−Si:H
(i)層を5Fe−CCQa系混合ガスを用いたドライ
エツチング法により所望の島状マトリックスパターン状
に配置して形成する。Cr/Au=層膜をスパッタリン
グ法により堆積し、ホトエツチング法により、ソース電
極16およびドレイン電極17とする。
次に、チャンネル部のa−8j:H(n)層をa−Si
:H(i)層との選択エツチング法により除去する。次
いで、TT○透明電極をスパッタリング法により堆積し
、ホトエツチングによりソース電極16と電気的に接続
した画素電極パターンとする。さらに、グロー放fft
cVD法により、 SjNパッシベーション膜を堆積し
、取り出し電極端子部分の穴あけ加工を行う。
次に、AQ遮光膜パターン19をa −3i TFTの
上部に形成して、液晶テレビ用のアクティブマトリック
スa−8jT”FTアレイ基板を完成する。
このTFTアイイ基板の各画素と一対一に対応するよう
に赤、緑、青の色フィルターを配置し、その上に保護膜
、IT○共通電極を設置した共通電極基板を作製する。
上記TFTアレイ基板および共通電極基板の両方に、配
向膜を塗布し、ラビング処理を行い、スペーサ剤および
シール剤を用いて両方の基板を所定のギャップ間隔で貼
り合わせる。上記貼り合わせた基板中にTN液晶を封入
して、偏光板を上下に設置し、カラー液晶テレビ用パネ
ルとする。
このパネルを用いた液晶テレビではパネルのゲート電極
側からバックライトを照射しても、光電流によるI o
zx レベル増加に起因する画質の劣化が少なく、極め
て良好な画質を有するテレビ画像が得られた。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ゲート電極がパターン端部において、
急峻な段差になるように作製しであるので、ゲート絶縁
膜を介してパターン化されたa−3i:H(i)層(膜
厚はゲート電極の1/3以下)はゲート電極上の活性化
領域とその外側の領域が電気的に接続された状態となる
。従って、ゲート電極の外側にはみ出したa−5i :
 H(i)ffにゲート電極側から光が入射しても、a
−SiTFTのI oat特性増加に寄与しない、また
、a −S i:H(i)層の側面がa−Si:H(n
)層でカバーされているため、正孔注入によるI oz
x増加の問題も発生しない、従って、Iozz〔a t
、  Vt=  20V)Mは10−” A程度に抑制
することができる。
このようなr oii特性を有するa−SiTPTを用
いた液晶テレビはゲートf!!極側からバックライトを
照射して用いても画質の劣化が発生しない。
4、図面のWRjli、、な説明 第1図は本発明のa−SiTFTの一実施例の主要部断
面図、第2図は従来のa−Si TPTの主要部断面図
、第3図は従来のa−SiTPTの1ottfl!流特
性図、第4図は本発明の素子におけるCrゲート?を極
/a−5i:H(i)膜厚比とrotst流の相関図で
ある。
1.11・・・ガラス基板、2,12・・・ゲート電極
、3.13−・・ゲート絶縁膜、4,14−a−Si 
:H(i)、5.15−=a−Si :H(n)、6.
16・・・ソースl’!![,7,17・・・ドレイン
電極、8゜第 2 口 第 3 ロ ケ”−F 電、圧(V、)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、透光性基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜、非晶質
    水素化シリコン真性半導体層〔a−Si:H(i)〕、
    非晶質水素化シリコンn型半導体層〔a−Si:H(n
    )〕、ソース・ドレイン電極、ITO画素電極、保護膜
    、遮光膜を順次形成してなる薄膜トランジスタにおいて
    、該a−Si:H(i)膜が該ゲート電極の段差部にお
    いて切れており、該a−Si:H(n^+)膜は接続し
    ていることを特徴とする薄膜トランジスタ。 2、上記ゲート電極がCr、Mo、Ta、Ti、Alお
    よびそれらの混合物からなる群から選ばれた一つを主成
    分とし該パターン端部の段差部分が最大傾斜60゜以上
    を有していることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の薄膜トランジスタ。
JP9552788A 1988-04-20 1988-04-20 薄膜トランジスタ Pending JPH01268062A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04323871A (ja) * 1991-04-23 1992-11-13 Kobe Steel Ltd 耐熱性に優れた液晶ディスプレイ用配線電極薄膜材料
US5552630A (en) * 1990-04-13 1996-09-03 Fuji Xerox Co., Ltd. Thin film transistor having metallic light shield
US5976641A (en) * 1991-03-07 1999-11-02 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho A1 alloy films and melting A1 alloy sputtering targets for depositing A1 alloy films
KR100341122B1 (ko) * 1998-12-29 2002-10-25 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 박막트랜지스터의게이트전극형성방법

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