JPH0210333A - アクティブ型液晶表示素子 - Google Patents
アクティブ型液晶表示素子Info
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- JPH0210333A JPH0210333A JP63161207A JP16120788A JPH0210333A JP H0210333 A JPH0210333 A JP H0210333A JP 63161207 A JP63161207 A JP 63161207A JP 16120788 A JP16120788 A JP 16120788A JP H0210333 A JPH0210333 A JP H0210333A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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。
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〉
この発明は、アクティブ型液晶表示素子の構造に関し、
特に液晶を駆動するスイッチング素子に付加された付加
容量素子の構造に関するものである。
特に液晶を駆動するスイッチング素子に付加された付加
容量素子の構造に関するものである。
〈従来の技術〉
近年、液晶等を用いて大容量の情報を表示するマ) I
Jフックス晶表示素子の各絵素のスイッチング素子とし
て薄膜トランジスタ(TPT)をガラス基板等の絶縁性
基板上に配設したアクティブ型液晶表示素子が注目され
ている。
Jフックス晶表示素子の各絵素のスイッチング素子とし
て薄膜トランジスタ(TPT)をガラス基板等の絶縁性
基板上に配設したアクティブ型液晶表示素子が注目され
ている。
第6図は、従来のアクティブ型液晶表示素子の等価回路
図であり、TFTのドレイン電極11に液晶の各絵素の
容量CLCと付加容量C5とが並列に接続されている。
図であり、TFTのドレイン電極11に液晶の各絵素の
容量CLCと付加容量C5とが並列に接続されている。
この付加容量C5とTPTの部分平面図を第7図に、第
7図のI−I線の断面図を第8図に、第7図の■−■線
の断面図を第9図に示す。
7図のI−I線の断面図を第8図に、第7図の■−■線
の断面図を第9図に示す。
以下、製造工程に従って説明する。液晶セル基板となる
ガラス基板1の上にスパッタリングにより、1000〜
4000Aのタンタル(Ta)薄膜を形成し、フォトエ
ツチング等の手法によりゲート電極2及びゲート配線を
パターン形成する。このゲート電極2およびゲート配線
を陽極酸化して下部ゲート絶縁膜4を形成する。下部ゲ
ート絶縁膜4を形成した後、スパッタリングとフォトエ
ツチングとで透明導電膜(ITO)から成る付加容量C
5の電極13及び付加容量バスバーを形成する。。
ガラス基板1の上にスパッタリングにより、1000〜
4000Aのタンタル(Ta)薄膜を形成し、フォトエ
ツチング等の手法によりゲート電極2及びゲート配線を
パターン形成する。このゲート電極2およびゲート配線
を陽極酸化して下部ゲート絶縁膜4を形成する。下部ゲ
ート絶縁膜4を形成した後、スパッタリングとフォトエ
ツチングとで透明導電膜(ITO)から成る付加容量C
5の電極13及び付加容量バスバーを形成する。。
次に、これらの上に全面にわたってプラズマCVD法で
、1000〜5000A厚の窒化シリコンから成る上部
ゲート絶縁膜5.100〜100OA厚のアモルファス
シリコン(a−3i)膜6、および1000〜5000
A厚の窒化シリコンから成る保護絶縁膜7をチャンバー
内の真空を保ったまま連続的に堆積させる。更に、上記
a−3i膜6および保護絶縁膜7をマスクを用いたフォ
トエツチングでパターン化した後、これらの上に100
〜100OA厚のリン(P)をドープしたn”−a−8
t膜8およびソース・ドレイン電極用金属膜を順次堆積
させ、次いでマスクを用いたフォトエツチングでパター
ン化して、ソース配線9、ソース電極10およびドレイ
ン電極11を形成する。最後に、ドレイン電極11に接
してITOから成る絵素電極12を形成し、これによっ
てゲート配線3とソース配線9の交差点毎にTFT 、
絵素電極12及び絵素電極12と付加容量用電極13の
間で形成される付加容量素子がマトリックス状に配列さ
れた液晶セル基板が製作される。この液晶セル基板と他
方のセル基板間に液晶を封入してツイスト配向させるこ
とによりアクティブ型液晶表示素子が得られる。
、1000〜5000A厚の窒化シリコンから成る上部
ゲート絶縁膜5.100〜100OA厚のアモルファス
シリコン(a−3i)膜6、および1000〜5000
A厚の窒化シリコンから成る保護絶縁膜7をチャンバー
内の真空を保ったまま連続的に堆積させる。更に、上記
a−3i膜6および保護絶縁膜7をマスクを用いたフォ
トエツチングでパターン化した後、これらの上に100
〜100OA厚のリン(P)をドープしたn”−a−8
t膜8およびソース・ドレイン電極用金属膜を順次堆積
させ、次いでマスクを用いたフォトエツチングでパター
ン化して、ソース配線9、ソース電極10およびドレイ
ン電極11を形成する。最後に、ドレイン電極11に接
してITOから成る絵素電極12を形成し、これによっ
てゲート配線3とソース配線9の交差点毎にTFT 、
絵素電極12及び絵素電極12と付加容量用電極13の
間で形成される付加容量素子がマトリックス状に配列さ
れた液晶セル基板が製作される。この液晶セル基板と他
方のセル基板間に液晶を封入してツイスト配向させるこ
とによりアクティブ型液晶表示素子が得られる。
〈発明が解決しようとする課題〉
付加容量素子付きのTPT液晶表示素子において、この
付加容量C5の電極13にITOから成る透明電極を用
い、誘電体膜としてゲート絶縁膜である高温窒化膜(膜
の形成温度がおよそ300℃以上である)を使用した場
合、このITO膜と窒化膜との界面に粒状の荒れが生じ
、耐圧的な問題が発生しやすい。また、リーク不良が発
生しやすい。この結果、ソース電極1O−C5間や絵素
電極12−C5間にリークや絶縁破壊が生じると、必然
的にその該当するソース配線でライン欠陥が発生する。
付加容量C5の電極13にITOから成る透明電極を用
い、誘電体膜としてゲート絶縁膜である高温窒化膜(膜
の形成温度がおよそ300℃以上である)を使用した場
合、このITO膜と窒化膜との界面に粒状の荒れが生じ
、耐圧的な問題が発生しやすい。また、リーク不良が発
生しやすい。この結果、ソース電極1O−C5間や絵素
電極12−C5間にリークや絶縁破壊が生じると、必然
的にその該当するソース配線でライン欠陥が発生する。
また絵素電極12−C5間の場合は、点欠陥が発生し、
実使用に耐えない表示品位となり、TFTアレイの製造
歩留りを大きく低下させることになる。
実使用に耐えない表示品位となり、TFTアレイの製造
歩留りを大きく低下させることになる。
本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、
リークや点欠陥のないまた絶縁耐圧の高い付加容量素子
を有するアクティブ型液晶表示素子を提供することを目
的とする。
リークや点欠陥のないまた絶縁耐圧の高い付加容量素子
を有するアクティブ型液晶表示素子を提供することを目
的とする。
く課題を解決するだめの手段〉
この発明は、液晶セル基板にTPTと並設して形成され
る付加容量素子の誘電体膜として成膜条件の異なる窒化
シリコン膜即ち低温窒化膜と高温窒化膜を主体とする積
層膜を用いることを特徴としている。窒化シリコン膜の
成膜温度としては450℃以下望ましくは350℃以下
の温度で低温窒化膜を形成し、この膜の形成温度より高
い温度で高温窒化膜を形成する。
る付加容量素子の誘電体膜として成膜条件の異なる窒化
シリコン膜即ち低温窒化膜と高温窒化膜を主体とする積
層膜を用いることを特徴としている。窒化シリコン膜の
成膜温度としては450℃以下望ましくは350℃以下
の温度で低温窒化膜を形成し、この膜の形成温度より高
い温度で高温窒化膜を形成する。
このような構造の付加容量素子を有する液晶セル基板を
用いて液晶セルを形成しツイスト配向された液晶を封入
することによりアクティブ型液晶表示素子が構成される
。
用いて液晶セルを形成しツイスト配向された液晶を封入
することによりアクティブ型液晶表示素子が構成される
。
く作 用〉
この発明においては、付加容量C5の電極膜の成膜温度
より低い温度範囲で低温窒化膜が成膜されることより、
Cの電極膜とC8の誘電体膜との界面に発生する粒状の
荒れが抑制され、電極膜あるいは誘電体膜の白濁化が防
止される。また、ゲート絶縁膜と同じである高温窒化膜
との積層膜構造にすることにより、電気的耐圧の向上及
び点欠陥やリークが防止され、液晶表示素子の動作特性
を向上させる。
より低い温度範囲で低温窒化膜が成膜されることより、
Cの電極膜とC8の誘電体膜との界面に発生する粒状の
荒れが抑制され、電極膜あるいは誘電体膜の白濁化が防
止される。また、ゲート絶縁膜と同じである高温窒化膜
との積層膜構造にすることにより、電気的耐圧の向上及
び点欠陥やリークが防止され、液晶表示素子の動作特性
を向上させる。
〈実施例〉
第1図は、本発明の一実施例の説明に供する薄膜トラン
ジスタアレイの部分平面図である。第2図は同図のI−
I線の断面図である。
ジスタアレイの部分平面図である。第2図は同図のI−
I線の断面図である。
第1図、第2図において、1はセル基板となるガラス等
の絶縁基板、2.3はこの絶縁基板1上にスパッタリン
グとフォトエツチングにより形成されたゲート電極とゲ
ートバスバー電極である。
の絶縁基板、2.3はこの絶縁基板1上にスパッタリン
グとフォトエツチングにより形成されたゲート電極とゲ
ートバスバー電極である。
これらの電極にはTa金属が用いられる。このゲート電
極2及びゲートバスバー電極3(各膜厚的300OA)
を陽極酸化して、酸化タンタルの下部ゲート絶縁膜4(
膜厚的100OA)を形成する。下部ゲート絶縁膜4を
形成した後、スパッタリングとフォトエツチングでIT
O膜から成るC5電極13(膜厚的2000A)及びC
5バスバーを形成し、それを完全に覆う形でプラズマC
VD法とフォトエツチングとにより窒化シリコン膜から
成る下部誘電体膜14を形成する。5,6.7はそれぞ
れ上部ゲート絶縁膜、アモルファスシリコン膜(a−8
i膜)、保護絶縁膜(窒化膜)である。これらは、プラ
ズマCVD法により、順次積層被膜され、マスクを用い
たフォトエツチングでパターン化されたものである。8
、9.10.11は、これらの膜上に形成されたリン
をドープしたn+−a−8t膜(8)、Ti金属による
ソースバスバー電極(9)、ソース電極(10)及びド
レイン電極αυである。これらの電極もスパッタリング
(Ti層の形成)とマスクを用いたフォトエツチングで
パターン化される。12はこのドレイン電極11に接し
て形成されたITOから成る絵素電極(対向電極)であ
る。
極2及びゲートバスバー電極3(各膜厚的300OA)
を陽極酸化して、酸化タンタルの下部ゲート絶縁膜4(
膜厚的100OA)を形成する。下部ゲート絶縁膜4を
形成した後、スパッタリングとフォトエツチングでIT
O膜から成るC5電極13(膜厚的2000A)及びC
5バスバーを形成し、それを完全に覆う形でプラズマC
VD法とフォトエツチングとにより窒化シリコン膜から
成る下部誘電体膜14を形成する。5,6.7はそれぞ
れ上部ゲート絶縁膜、アモルファスシリコン膜(a−8
i膜)、保護絶縁膜(窒化膜)である。これらは、プラ
ズマCVD法により、順次積層被膜され、マスクを用い
たフォトエツチングでパターン化されたものである。8
、9.10.11は、これらの膜上に形成されたリン
をドープしたn+−a−8t膜(8)、Ti金属による
ソースバスバー電極(9)、ソース電極(10)及びド
レイン電極αυである。これらの電極もスパッタリング
(Ti層の形成)とマスクを用いたフォトエツチングで
パターン化される。12はこのドレイン電極11に接し
て形成されたITOから成る絵素電極(対向電極)であ
る。
付加容量素子における誘電体膜の形成条件の一実施例は
次の通りである。プラズマCVD法を用い、各ガスの流
量を、それぞれSiH4: 100cc。
次の通りである。プラズマCVD法を用い、各ガスの流
量を、それぞれSiH4: 100cc。
NH3: 150cc 、N2 : 1850ccとし
、ガス圧力130pa(パスカル)、高周波電力800
Wの条件下で、低温窒化シリコン膜から成る下部誘電体
膜14の成膜温度を250℃とし、高温窒化シリコン膜
から成る上部誘電体膜5(ゲート絶縁膜と同一)の成膜
温度を350℃とした。各膜厚は、下部誘電体膜14が
2000〜4000A、上部誘電体膜5が1000〜4
000A、2層の膜厚は3000〜8000Aである。
、ガス圧力130pa(パスカル)、高周波電力800
Wの条件下で、低温窒化シリコン膜から成る下部誘電体
膜14の成膜温度を250℃とし、高温窒化シリコン膜
から成る上部誘電体膜5(ゲート絶縁膜と同一)の成膜
温度を350℃とした。各膜厚は、下部誘電体膜14が
2000〜4000A、上部誘電体膜5が1000〜4
000A、2層の膜厚は3000〜8000Aである。
その結果、耐圧の優れた液晶表示素子が得られた。この
時の各誘電体膜14,5の特性を表1に示す。
時の各誘電体膜14,5の特性を表1に示す。
表1
この時のエツチング液の組成は、BHF液(50%HF
:40%NH4F=1:10)であり、室温で行なう。
:40%NH4F=1:10)であり、室温で行なう。
表1から示されるように、下部誘電体膜14は上部誘電
体膜5に較べて軟らかく、下地膜(この場合ITO膜)
のカバーリング特性の優れた、粒子の細かい膜となって
いる。
体膜5に較べて軟らかく、下地膜(この場合ITO膜)
のカバーリング特性の優れた、粒子の細かい膜となって
いる。
第3図に成膜温度と電気的耐圧との関係を示す。
耐圧の測定は、面積2m角のサンプルを用い、(+)T
i電極/SiNx誘電体膜(下部3000A、上部20
00A)/ITO(2000A)(−)の構造で行った
。この時のC5電極13の成膜温度は300℃であった
。ITOの成膜温度と同じかまたはそれより低い温度で
下部誘電体膜14を形成すると、ITO膜や誘電体膜に
白濁現象や粒子荒れのない優れた液晶表示素子が得られ
た。この理由は、成膜温度が低いため、膜成長時に下地
のITO膜の分解が少なく、またそれにもとづく分解I
n原子の誘電体膜への移行現象が少なくなるためと考え
られる。
i電極/SiNx誘電体膜(下部3000A、上部20
00A)/ITO(2000A)(−)の構造で行った
。この時のC5電極13の成膜温度は300℃であった
。ITOの成膜温度と同じかまたはそれより低い温度で
下部誘電体膜14を形成すると、ITO膜や誘電体膜に
白濁現象や粒子荒れのない優れた液晶表示素子が得られ
た。この理由は、成膜温度が低いため、膜成長時に下地
のITO膜の分解が少なく、またそれにもとづく分解I
n原子の誘電体膜への移行現象が少なくなるためと考え
られる。
第4図、第5図に付加容量素子の誘電体14.5の膜厚
を変化させた場合の効果を示す。第4図の斜線付棒グラ
フ(A)は、誘電体膜の形成温度を350℃とし、1層
構造で膜厚5000Aとした場合の耐圧分布データを示
している。100v位の耐圧しかない結果になっている
。一方、同図白地の棒グラフ(B)は、下部誘電体膜1
4を形成温度250℃で膜厚3000Aとしその上に上
部誘電体膜5を形成温度350℃で膜厚2000A積層
した2層膜構造(合計膜厚5000A)とした場合の耐
圧分布データを示している。同じ膜厚であっても、1層
構造に較べて耐圧分布が大幅に改善されたことを示して
いる。
を変化させた場合の効果を示す。第4図の斜線付棒グラ
フ(A)は、誘電体膜の形成温度を350℃とし、1層
構造で膜厚5000Aとした場合の耐圧分布データを示
している。100v位の耐圧しかない結果になっている
。一方、同図白地の棒グラフ(B)は、下部誘電体膜1
4を形成温度250℃で膜厚3000Aとしその上に上
部誘電体膜5を形成温度350℃で膜厚2000A積層
した2層膜構造(合計膜厚5000A)とした場合の耐
圧分布データを示している。同じ膜厚であっても、1層
構造に較べて耐圧分布が大幅に改善されたことを示して
いる。
第6図は2層構造膜で誘電体14.5の膜厚をさらに増
加させた場合の結果である。下部誘電体膜14を形成温
度250℃、膜厚4000Aとし、上部誘電体膜5とし
て温度350℃、膜厚3500A。
加させた場合の結果である。下部誘電体膜14を形成温
度250℃、膜厚4000Aとし、上部誘電体膜5とし
て温度350℃、膜厚3500A。
2層の合計膜厚を7500Aとした場合の耐圧分布デー
タを示している。2層の膜厚5000Aの場合に較べ更
に耐圧が向上し、またリークも減少する結果となってい
る。
タを示している。2層の膜厚5000Aの場合に較べ更
に耐圧が向上し、またリークも減少する結果となってい
る。
〈発明の効果〉
本発明は以上詳細に説明したとおり、付加容量素子の誘
電体膜として成膜条件の異なる2層の窒化シリコン材料
を主体とする膜を用いることにより、Cs電極と誘電体
膜との界面の粒子荒れが抑制され、耐圧的にも十分満足
できる価が得られる効果がある。
電体膜として成膜条件の異なる2層の窒化シリコン材料
を主体とする膜を用いることにより、Cs電極と誘電体
膜との界面の粒子荒れが抑制され、耐圧的にも十分満足
できる価が得られる効果がある。
第1図は本発明の一実施例による薄膜トランジスタを用
いたアクティブ型液晶表示素子の部分平面図、第2図は
第1図I−I線の断面構造図、第3図は第1図■−■線
の断面構造図、第3図は付加容量の誘電体膜の成膜温度
と電気的耐圧との関係を示す説明図、第4図は誘電体膜
の1層構造および2層構造の場合の耐圧分布を示す説明
図、第5図は誘電体の膜厚を増加させた場合の耐圧分布
を示す説明図、第6図は従来のアクティブ型液晶表示素
子の等価回路図、第7図は従来のアクティブ型液晶表示
素子の部分平面図、第8図は第7図の■−■線の断面構
造図、第9図は第7図の■−■線の断面構造図である。 図において、1はガラス等の絶縁基板、2はタンタルゲ
ート電極、3はゲートパスバー、4はゲート絶縁膜(陽
極酸化膜)、5はゲート絶縁膜(上部誘電体膜)、6は
アモルファスシリコン(a−3t)膜、7は保護絶縁膜
、8はn”−a−8i膜、9はソースバスバー、10は
ソース電極、11はドレイン電極、12は絵素電極(I
TO膜)、13はCs電極、14は下部誘電体膜である
。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至(他1名)@1図 耐圧 (V) 第5図 112図 II6図 渾 渇
いたアクティブ型液晶表示素子の部分平面図、第2図は
第1図I−I線の断面構造図、第3図は第1図■−■線
の断面構造図、第3図は付加容量の誘電体膜の成膜温度
と電気的耐圧との関係を示す説明図、第4図は誘電体膜
の1層構造および2層構造の場合の耐圧分布を示す説明
図、第5図は誘電体の膜厚を増加させた場合の耐圧分布
を示す説明図、第6図は従来のアクティブ型液晶表示素
子の等価回路図、第7図は従来のアクティブ型液晶表示
素子の部分平面図、第8図は第7図の■−■線の断面構
造図、第9図は第7図の■−■線の断面構造図である。 図において、1はガラス等の絶縁基板、2はタンタルゲ
ート電極、3はゲートパスバー、4はゲート絶縁膜(陽
極酸化膜)、5はゲート絶縁膜(上部誘電体膜)、6は
アモルファスシリコン(a−3t)膜、7は保護絶縁膜
、8はn”−a−8i膜、9はソースバスバー、10は
ソース電極、11はドレイン電極、12は絵素電極(I
TO膜)、13はCs電極、14は下部誘電体膜である
。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至(他1名)@1図 耐圧 (V) 第5図 112図 II6図 渾 渇
Claims (1)
- 液晶セル基板上に、ゲート電極、半導体膜、ソース電極
及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、該薄膜
トランジスタに並設された付加容量素子と、前記ドレイ
ン電極に連結された絵素電極とを配列してなるアクティ
ブ型液晶表示素子において、前記付加容量素子は1対の
電極間に低温窒化膜と高温窒化膜の積層膜を介在して成
ることを特徴とするアクティブ型液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16120788A JPH0812356B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | アクティブ型液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16120788A JPH0812356B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | アクティブ型液晶表示素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0210333A true JPH0210333A (ja) | 1990-01-16 |
JPH0812356B2 JPH0812356B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=15730635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16120788A Expired - Lifetime JPH0812356B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | アクティブ型液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0812356B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04128823A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-04-30 | Hitachi Ltd | アクティブマトリックス基板 |
JPH04265945A (ja) * | 1991-02-21 | 1992-09-22 | Sharp Corp | アクティブマトリクス基板 |
US7190421B2 (en) | 1999-09-30 | 2007-03-13 | Samsung Electronics, Co., Ltd | Thin film transistor array panel for a liquid crystal display and methods for manufacturing the same |
KR100767354B1 (ko) * | 2000-09-04 | 2007-10-16 | 삼성전자주식회사 | 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6097385A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 液晶表示用薄膜トランジスタ基板 |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP16120788A patent/JPH0812356B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7220991B2 (en) | 1999-09-30 | 2007-05-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel for liquid crystal display |
US7675062B2 (en) | 1999-09-30 | 2010-03-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel for liquid crystal display |
KR100767354B1 (ko) * | 2000-09-04 | 2007-10-16 | 삼성전자주식회사 | 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0812356B2 (ja) | 1996-02-07 |
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