JPH02113580A - 薄膜回路 - Google Patents
薄膜回路Info
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- JPH02113580A JPH02113580A JP63266529A JP26652988A JPH02113580A JP H02113580 A JPH02113580 A JP H02113580A JP 63266529 A JP63266529 A JP 63266529A JP 26652988 A JP26652988 A JP 26652988A JP H02113580 A JPH02113580 A JP H02113580A
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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。
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、薄膜回路に関し、特に薄膜トランジスタ素子
部および透明電極部、薄膜コンデンサ素子部とが絶縁性
透明基板上に構成された薄膜回路に関する。
部および透明電極部、薄膜コンデンサ素子部とが絶縁性
透明基板上に構成された薄膜回路に関する。
アモルファスシリコン(以下a−8i)を用いた薄膜ト
ランジスタ(以下、TPTという)回路は、ガラス基板
上に低温でかつ大面積に形成できることから密着形イメ
ージセンサのデバイス基材や、大面積、大容量液晶表示
パネルなど低価格大判化能動デバイスに広く実用されつ
つある。従来のa−3i TFTを用いた薄膜回路は第
3図に示すように透明ガラス基板1上に第1の導体層例
えばクロム膜を成膜パターン化してゲート電極2を形成
し、さらに第1の透明電極層17を例えばITOを成膜
パターン化して形成する。次に、S iOt膜18をス
パッタによって成膜して、ゲート電極2および第1の透
明電極層17上を覆う。引き続き7モルファ・ス8iN
x5.i型a−3i層6.n+型a−8i層7の半導体
層などをプラズマCVDによって積層後、半導体層の不
要部の除去とコンタクトホール16の加工を行った後第
2の導体層を成膜パターン化してドレイン電極10.ソ
ース電極11を構成する。121部20はn+型a−3
i層7を除去してチャネル部13を形成し最後に第2の
透明電極層19を形成してパターン化し、TPT部20
と薄膜コンデンサ(以下、TFCという)部21を構成
する。TFC部21は、5in2膜18とSiNx膜5
との2重の絶縁膜を第1および第2の透明電極層17.
19によって挟み構成され、第2の透明電極層19によ
って、121部20とTFC部21とを接続している。
ランジスタ(以下、TPTという)回路は、ガラス基板
上に低温でかつ大面積に形成できることから密着形イメ
ージセンサのデバイス基材や、大面積、大容量液晶表示
パネルなど低価格大判化能動デバイスに広く実用されつ
つある。従来のa−3i TFTを用いた薄膜回路は第
3図に示すように透明ガラス基板1上に第1の導体層例
えばクロム膜を成膜パターン化してゲート電極2を形成
し、さらに第1の透明電極層17を例えばITOを成膜
パターン化して形成する。次に、S iOt膜18をス
パッタによって成膜して、ゲート電極2および第1の透
明電極層17上を覆う。引き続き7モルファ・ス8iN
x5.i型a−3i層6.n+型a−8i層7の半導体
層などをプラズマCVDによって積層後、半導体層の不
要部の除去とコンタクトホール16の加工を行った後第
2の導体層を成膜パターン化してドレイン電極10.ソ
ース電極11を構成する。121部20はn+型a−3
i層7を除去してチャネル部13を形成し最後に第2の
透明電極層19を形成してパターン化し、TPT部20
と薄膜コンデンサ(以下、TFCという)部21を構成
する。TFC部21は、5in2膜18とSiNx膜5
との2重の絶縁膜を第1および第2の透明電極層17.
19によって挟み構成され、第2の透明電極層19によ
って、121部20とTFC部21とを接続している。
上述した従来のa−3iTFTを用いた薄膜回路は12
1部20は第1の導体層をゲート電極2として使用し、
第2の導体層をドレイン10゜ソース電極11としてい
る。またTFC部21は第1の透明電極17を下層電極
として、端子電極12の一部へコンタクトホール16を
介して接続され、誘電体層となるSiO2膜18.Si
Nx膜5の絶縁層を第2の透明電極19で挟んで構成さ
れている。ところが、ゲート電極2としての第1の導体
層の厚みは通常数1000人で、断面角部が急峻である
ため、その上に積層した絶縁層にはクラックが発生し易
く、欠陥部9が出易い。また、一般にスパッタ膜は多孔
性の柱状構造を示し、かなり厚みを増やさないと絶縁層
として使用できず、基板面汚染によるピンホールなども
出来易い。
1部20は第1の導体層をゲート電極2として使用し、
第2の導体層をドレイン10゜ソース電極11としてい
る。またTFC部21は第1の透明電極17を下層電極
として、端子電極12の一部へコンタクトホール16を
介して接続され、誘電体層となるSiO2膜18.Si
Nx膜5の絶縁層を第2の透明電極19で挟んで構成さ
れている。ところが、ゲート電極2としての第1の導体
層の厚みは通常数1000人で、断面角部が急峻である
ため、その上に積層した絶縁層にはクラックが発生し易
く、欠陥部9が出易い。また、一般にスパッタ膜は多孔
性の柱状構造を示し、かなり厚みを増やさないと絶縁層
として使用できず、基板面汚染によるピンホールなども
出来易い。
そのために、ゲート電極2とドレイン10あるいはソー
ス電極11問およびTFC部21の第1の透明電極17
と第2の透明電極19間の短絡や絶縁不良の事故が発生
し易い欠点があった。
ス電極11問およびTFC部21の第1の透明電極17
と第2の透明電極19間の短絡や絶縁不良の事故が発生
し易い欠点があった。
また、これらの事故を減少させるために、SiO□膜1
8とS iNxNSO2重絶縁層の構成として厚みを増
加させているが、TFC部21の所望の静電容量値を得
るには対向電極寸法を大きくしなければならず、逆に面
積増のために欠陥部9を増やすことになる場合がある。
8とS iNxNSO2重絶縁層の構成として厚みを増
加させているが、TFC部21の所望の静電容量値を得
るには対向電極寸法を大きくしなければならず、逆に面
積増のために欠陥部9を増やすことになる場合がある。
とくに液晶表示パネルのように、第1および第2の透明
電極17.19を設置した部分を画素電極として使用す
る場合、光の透過率を低下させることになり、表示性能
に影響が出る。このような構成では製作性が問題で高精
度な製法の条件設定と、厳重な環境整備などが必要でコ
スト的に不利な欠点を有していた。
電極17.19を設置した部分を画素電極として使用す
る場合、光の透過率を低下させることになり、表示性能
に影響が出る。このような構成では製作性が問題で高精
度な製法の条件設定と、厳重な環境整備などが必要でコ
スト的に不利な欠点を有していた。
本発明の目的は、多数個のa−8i TFT素子とTF
C素子を無欠陥で安定に構成でき、絶縁層膜厚が比較的
薄くとも良く、製作し易い薄膜回路を得ることにある。
C素子を無欠陥で安定に構成でき、絶縁層膜厚が比較的
薄くとも良く、製作し易い薄膜回路を得ることにある。
本発明の薄膜回路は、絶縁性透明基板上に複数個の薄膜
トランジスタ素子と薄膜コンデンサ素子とが隣接して配
置されてなる薄膜回路において、薄膜トランジスタ素子
のゲート電極と薄膜コンデンサ素子の下層電極とは絶縁
性透明基板上に陽極酸化可能な弁金属で構成されてパタ
ーン化され、これらゲート電極と下層電極上に設置さh
た前記薄膜トランジスタ素子のゲート絶縁層および前記
コンデンサ素子の誘電体膜は前記ゲート電極および前記
下層電極を陽極酸化して形成した酸化層を含んで形成さ
れていると共に、前記薄膜トランジスタ素子と前記コン
デンサ素子とは透明電極膜をパターン化して接続してい
ることを特徴としている。
トランジスタ素子と薄膜コンデンサ素子とが隣接して配
置されてなる薄膜回路において、薄膜トランジスタ素子
のゲート電極と薄膜コンデンサ素子の下層電極とは絶縁
性透明基板上に陽極酸化可能な弁金属で構成されてパタ
ーン化され、これらゲート電極と下層電極上に設置さh
た前記薄膜トランジスタ素子のゲート絶縁層および前記
コンデンサ素子の誘電体膜は前記ゲート電極および前記
下層電極を陽極酸化して形成した酸化層を含んで形成さ
れていると共に、前記薄膜トランジスタ素子と前記コン
デンサ素子とは透明電極膜をパターン化して接続してい
ることを特徴としている。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の概略断面図である。
透明ガラス基板1上にタンタル(Ta)による第1の導
体層を例えば500人成膜し、陽極酸化してゲート電極
2と下層電極3を分離パターン化する。電極材の無い部
分はすべて酸化され、透明な酸化タンタル(TazOa
)絶縁層4が形成されている。その絶縁層4の厚みは元
の第1の導体層の厚みより増加し1000人の厚みにな
るが、その段差部は逆台形にはなりにくい。次にプラズ
マCVD法でアモルファス5iNx5.i型a−8i6
゜n+型a−3i7を積層しアモルファス半導体層を形
成し、不要部分を除去して薄膜トランジスタ(T P
T)素子部20を作る。薄膜コンデンサ(T F C)
素子部20の下層電極3上にはさらに陽極酸化によって
誘電体層8を形成する。この時、ゲート電極2にも正の
電位を与えておき、アモルファス5iNx5.i型a−
8i6.n+型a−8i層7に出来た欠陥部9を充填す
るように絶縁層を形成する工程も同時に行う。基板1上
のすべてのTPT素子部20に欠陥部9が発生されると
は限らないが、唯1個の素子欠陥を許されないデバイス
には歩留シを向上させるのに有効である。
体層を例えば500人成膜し、陽極酸化してゲート電極
2と下層電極3を分離パターン化する。電極材の無い部
分はすべて酸化され、透明な酸化タンタル(TazOa
)絶縁層4が形成されている。その絶縁層4の厚みは元
の第1の導体層の厚みより増加し1000人の厚みにな
るが、その段差部は逆台形にはなりにくい。次にプラズ
マCVD法でアモルファス5iNx5.i型a−8i6
゜n+型a−3i7を積層しアモルファス半導体層を形
成し、不要部分を除去して薄膜トランジスタ(T P
T)素子部20を作る。薄膜コンデンサ(T F C)
素子部20の下層電極3上にはさらに陽極酸化によって
誘電体層8を形成する。この時、ゲート電極2にも正の
電位を与えておき、アモルファス5iNx5.i型a−
8i6.n+型a−8i層7に出来た欠陥部9を充填す
るように絶縁層を形成する工程も同時に行う。基板1上
のすべてのTPT素子部20に欠陥部9が発生されると
は限らないが、唯1個の素子欠陥を許されないデバイス
には歩留シを向上させるのに有効である。
最後にTPT素子部20のドレイン電極10゜ソース電
極11およびTFC素子部21の端子電極12を設置チ
ャネル部13のn+型a−3illを除去した後、IT
Oによる透明電極層14を設置パターン化し、その一部
をTFC素子部21の上層電極とし、ソース電極11と
接続している。
極11およびTFC素子部21の端子電極12を設置チ
ャネル部13のn+型a−3illを除去した後、IT
Oによる透明電極層14を設置パターン化し、その一部
をTFC素子部21の上層電極とし、ソース電極11と
接続している。
このような構造の薄膜回路は、TFC素子部20の誘電
体層8は陽極酸化によって正確な膜厚制御を可能にする
。例えば、Taの場合、くえん酸水溶液やほう酸アンモ
ニウムとエチレングリコールとの混合液での生成酸化膜
は、印加電圧に正比例し、約15人/Vの割合で生成さ
れる。その酸化膜の比誘電率も22と大きい。10pF
のコンデンサを得るには印加電圧を50Vにすれば62
μm角の寸法で良く、極めて小さい電極面積で作ること
ができる。
体層8は陽極酸化によって正確な膜厚制御を可能にする
。例えば、Taの場合、くえん酸水溶液やほう酸アンモ
ニウムとエチレングリコールとの混合液での生成酸化膜
は、印加電圧に正比例し、約15人/Vの割合で生成さ
れる。その酸化膜の比誘電率も22と大きい。10pF
のコンデンサを得るには印加電圧を50Vにすれば62
μm角の寸法で良く、極めて小さい電極面積で作ること
ができる。
また、従来TPT素子部のゲート絶縁膜は、ゲート電極
とドレイン電極、ソース電極との短絡事故を少なくする
ために、TFC素子部の誘電体層も同様に層間短絡を少
なくするために、5iCh膜とSiNx膜の積層膜とし
ていたが、本発明によればS iNx膜−層で済む。し
かも万一欠陥部9があっても陽極酸化層によって修正さ
れるので薄くて良い。したがって製造コストが削減され
、透明電極部14のITO層も一層だけの設置であるた
め、光透過率の向上が計れる。
とドレイン電極、ソース電極との短絡事故を少なくする
ために、TFC素子部の誘電体層も同様に層間短絡を少
なくするために、5iCh膜とSiNx膜の積層膜とし
ていたが、本発明によればS iNx膜−層で済む。し
かも万一欠陥部9があっても陽極酸化層によって修正さ
れるので薄くて良い。したがって製造コストが削減され
、透明電極部14のITO層も一層だけの設置であるた
め、光透過率の向上が計れる。
一方、最下層のゲート電極2や下層電極3のエツジ部分
は逆台形の断面構造にはなりにくいために層間の欠陥発
生も極めて減少される。
は逆台形の断面構造にはなりにくいために層間の欠陥発
生も極めて減少される。
このような構造の薄膜回路を例えば液晶表示パネルに使
用する場合には、透明導体層14を画素電極に使用すれ
ば、光透過率が大きいために、コントラストの高い鮮明
な表示性能が得られるようになる。またTFC素子部2
1の面積も小さくできるので高解像度のパネルを実現で
きるようになる。
用する場合には、透明導体層14を画素電極に使用すれ
ば、光透過率が大きいために、コントラストの高い鮮明
な表示性能が得られるようになる。またTFC素子部2
1の面積も小さくできるので高解像度のパネルを実現で
きるようになる。
第2図は本発明の他の実施例の概略断面図である。
透明ガラス基板1上に第1の導体層を成膜してTPT素
子部20のゲート電極2およびTFC素子部31の下層
電極3を陽極酸化してパターン化する工程、さらにアモ
ルファス5iNx15.i型a−8i層6.n+型a−
8i層7のアモルファス半導体層を積層する工程までは
第1図の実施例と同等である。次に、アモルファス半導
体層の不要部を除去しアモルファスSiNx層5は残し
ておく。次に、ゲート電極2および下層電極3に正の電
界を与えて陽極酸化工程を実施する。この工程によって
、アモルファス半導体層中の欠陥部9およびTFC素子
部21のピンホール部15に陽極酸化層が充填される。
子部20のゲート電極2およびTFC素子部31の下層
電極3を陽極酸化してパターン化する工程、さらにアモ
ルファス5iNx15.i型a−8i層6.n+型a−
8i層7のアモルファス半導体層を積層する工程までは
第1図の実施例と同等である。次に、アモルファス半導
体層の不要部を除去しアモルファスSiNx層5は残し
ておく。次に、ゲート電極2および下層電極3に正の電
界を与えて陽極酸化工程を実施する。この工程によって
、アモルファス半導体層中の欠陥部9およびTFC素子
部21のピンホール部15に陽極酸化層が充填される。
アモルファスSiNx層5にTFC素子部21のコンタ
クトホール16を設けた後、TPT素子部20のソース
電極11゜Vレイン電極10.透明電極層14などの設
置は第1図の実施例と同様に行う。
クトホール16を設けた後、TPT素子部20のソース
電極11゜Vレイン電極10.透明電極層14などの設
置は第1図の実施例と同様に行う。
このような構造の薄膜回路はTFC素子部21の静電容
量を決定する誘電体層としてはTPT素子部20のゲー
ト絶縁膜に用いたアモルファスS iNx膜5を流用し
ている。したがって静電容量値はこの誘電体層の厚みで
決まり、陽極酸化時の印加電圧を特に制御する必要が無
い。誘電体層中のピンホール部15およびゲート絶縁膜
中の欠陥部9は後工程陽極酸化によって容易に絶縁層が
形成される。2回の陽極酸化工程で済むので製作性が簡
単化され、高信頼の薄膜回路が得られる。
量を決定する誘電体層としてはTPT素子部20のゲー
ト絶縁膜に用いたアモルファスS iNx膜5を流用し
ている。したがって静電容量値はこの誘電体層の厚みで
決まり、陽極酸化時の印加電圧を特に制御する必要が無
い。誘電体層中のピンホール部15およびゲート絶縁膜
中の欠陥部9は後工程陽極酸化によって容易に絶縁層が
形成される。2回の陽極酸化工程で済むので製作性が簡
単化され、高信頼の薄膜回路が得られる。
以上説明したように、本発明は、透明絶縁性基板上に形
成した第1の導体層のパターン化と、TPT素子のゲー
ト電極およびTFC素子の下層電極とを陽極酸化するこ
とによって、構造が簡単で高信頼性の薄膜回路が容易に
得られる効果がある。これを例えば液晶表示パネルのス
イッチ素子2表示画素電極、蓄積容量素子、密着形イメ
ージセンサのセンサ素子、スイッチ素子、蓄積容量素子
など、基板上に数万個以上の薄膜素子からなる薄膜回路
に用いれば、無欠陥で安定した高性能能動デバイスが得
られる。
成した第1の導体層のパターン化と、TPT素子のゲー
ト電極およびTFC素子の下層電極とを陽極酸化するこ
とによって、構造が簡単で高信頼性の薄膜回路が容易に
得られる効果がある。これを例えば液晶表示パネルのス
イッチ素子2表示画素電極、蓄積容量素子、密着形イメ
ージセンサのセンサ素子、スイッチ素子、蓄積容量素子
など、基板上に数万個以上の薄膜素子からなる薄膜回路
に用いれば、無欠陥で安定した高性能能動デバイスが得
られる。
尚本発明の実施例において、第1の導体層はタンタル材
を使用したが、これに限ることなくアルミニウム、チタ
ニウム、ニオビウムなど不透明で陽極酸化できる金属材
料であれば良く、コンデンサ素子の極性も必要に応じて
逆の構造にしても良い。
を使用したが、これに限ることなくアルミニウム、チタ
ニウム、ニオビウムなど不透明で陽極酸化できる金属材
料であれば良く、コンデンサ素子の極性も必要に応じて
逆の構造にしても良い。
・・・・・・ドレイン電極、11・・・・・・ソース電
極、12・・・・・・端子電極、13・・・・・・チャ
ネル部、14・・・・・・透明電極層、15・・・・・
・ピンホール部、16・・・・・・コンタクトホール、
17・・・・・・第1の透明電極層、18・・・・・・
5i(h膜、19・・・・・・第2の透明電極層、20
・・・・・・TPT部、21・・・・・・TFC部。
極、12・・・・・・端子電極、13・・・・・・チャ
ネル部、14・・・・・・透明電極層、15・・・・・
・ピンホール部、16・・・・・・コンタクトホール、
17・・・・・・第1の透明電極層、18・・・・・・
5i(h膜、19・・・・・・第2の透明電極層、20
・・・・・・TPT部、21・・・・・・TFC部。
代理人 弁理士 内 原 晋
第1図および第2図はそれぞれ本発明の実施例を示す概
略断面図、第3図は従来の薄膜回路を示す概略断面図で
ある。 1・・・・・・透明ガラス基板、2・・・・・・ゲート
電極、3・・・・・・下層電極、4・・・・・・絶縁層
、5・・・・:・アモルファスSiNx、6・・・・・
・i型a−8i、7・・・・・・n+型asi、8・・
・・・・誘電体層、9・・・・・・欠陥部、10/L?
゛翳2つ透明電極層 中 1 図 磐3濶 翳2 日
略断面図、第3図は従来の薄膜回路を示す概略断面図で
ある。 1・・・・・・透明ガラス基板、2・・・・・・ゲート
電極、3・・・・・・下層電極、4・・・・・・絶縁層
、5・・・・:・アモルファスSiNx、6・・・・・
・i型a−8i、7・・・・・・n+型asi、8・・
・・・・誘電体層、9・・・・・・欠陥部、10/L?
゛翳2つ透明電極層 中 1 図 磐3濶 翳2 日
Claims (1)
- 絶縁性透明基板上に形成された複数個の薄膜トランジス
タ素子と複数個の薄膜コンデンサ素子とが隣接して配置
されてなる薄膜回路に於いて、前記薄膜トランジスタ素
子のゲート電極と前記薄膜コンデンサ素子の下層電極と
は陽極酸化可能な弁金属で構成されてパターン化され該
ゲート電極と該下層電極上に設置された前記薄膜トラン
ジスタ素子のゲート絶縁層および前記コンデンサ素子の
誘電体膜は前記ゲート電極および前記下層電極を陽極酸
化して形成した酸化層を含んで形成されていることを特
徴とする薄膜回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63266529A JPH02113580A (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 薄膜回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63266529A JPH02113580A (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 薄膜回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02113580A true JPH02113580A (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=17432149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63266529A Pending JPH02113580A (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 薄膜回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02113580A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02272430A (ja) * | 1989-04-13 | 1990-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マトリクス基板及びその製造方法 |
US7250991B2 (en) | 1999-03-11 | 2007-07-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate, method of manufacturing the same, and image sensor incorporating the same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6054478A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-03-28 | Toshiba Corp | 表示装置用駆動回路基板の製造方法 |
JPS6184065A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-04-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | 薄膜トランジスタの製造方法 |
JPS6269670A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-03-30 | Toshiba Corp | 表示装置用基板の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-21 JP JP63266529A patent/JPH02113580A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6054478A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-03-28 | Toshiba Corp | 表示装置用駆動回路基板の製造方法 |
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US7250991B2 (en) | 1999-03-11 | 2007-07-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate, method of manufacturing the same, and image sensor incorporating the same |
EP2192441A3 (en) * | 1999-03-11 | 2011-06-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate, method of manufacturing the same, and image sensor incorporating the same |
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