JPH02136831A - Ｔｆｔパネル - Google Patents

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型の液晶表示素子に使
用されるＴＦＴパネルに関するものである。 〔従来の技術〕 テレビジョン画像等を表示するアクティブマトリックス
型の液晶表示素子に使用されるＴＦＴパネルは、透明基
板上に、多数の透明画素電極と、この各画素電極を駆動
する多数の薄膜！・ランジスタ（Ｔ　Ｐ　Ｔ）とを縦横
に配列形成したもので、薄膜トランジスタのゲート電極
およびドレイン電極は画素電極の列間に配線されたゲー
トラインおよびデータラインにつながっており、またソ
ース電極は透明画素電極に接続されている。 ところで、このＴＦＴパネルとしては、一般に、薄膜ト
ランジスタと画素電極とを横に並べて形成したものが知
られているが、最近では、透明基板」−に薄膜トランジ
スタを形成し、そのＬに透明絶縁膜を形成して、この透
明絶縁膜の」二に透明画素電極を形成することが考えら
れている。このように薄膜トランジスタと画素電極とを
透明絶縁膜をはさんで形成すれば、画素電極と上記ゲー
トラインおよびデータラインとの間隔を小さくしてもそ
の間の短絡を上記透明絶縁膜によって防ぐことができる
から、画素電極の面積を大きくして液晶表示素子の開口
率を向上させることができる。 第５図は透明基板上に薄膜トランジスタを形成し、その
上に形成した透明絶縁膜の上に透明画素電極を形成した
従来のＴＦＴパネルの一部分の断面を示している。 第５図において、図中１は透明基板（ガラス板）Ｔは上
記透明基板１上に形成された薄膜トランジスタである。 この薄膜トランジスタＴは、透明基板１上に形成された
ゲート電極２と、このゲート電極２の上に基板はぼ全面
にわたフて形成された透明なゲート絶縁膜３と、このゲ
ート絶縁膜３の上に前記ゲート？［極２に対向させて形
成された１−ａ−８１半導体層４と、この半導体層４の
上にｎ”　−ａ−５ｊ層５を介して形成されたソース電
極６およびドレイン電極７とからなっている。 なお、前記ゲート電極２は図示しないゲートラインにつ
ながっており、ドレイン電極７は図示しないデータライ
ンにつながっている。また、上記薄膜トランジスタＴを
形成した基板１上には、そのほぼ全面にわたって、ＳＯ
Ｇ　（スピンオンガラス）からなる表面が平坦な透明絶
縁膜８が形成されており、透明画素電極１０は上記透明
絶縁膜８の上に形成されている。また、上記透明絶縁膜
８には、前記薄膜トランジスタＴのソース電極６に対応
させてコンタクト孔９が設けられており、上記透明画素
電極１０はその端部が上記コンタクト孔９の上に重なる
ように形成され、このコンタクト孔９内に充填したコン
タクト金属１１を介して薄膜トランジスタＴのソース電
極６に接続されている。 このＴＦＴパネルは、透明基板１上に周知の方法で薄膜
トランジスタＴを形成した後、その上に透明絶縁膜８を
形成してこの透明絶縁膜８にコンタクト孔９を設け、次
いで上記透明絶縁膜８の上に導電性金属をメツキ等によ
り堆積させて前記コンタクト孔９内にコンタクト金属１
１を充填した後、透明絶縁膜８の表面に堆積した不要な
金属膜をエツチング除去してから、透明絶縁膜８の上に
ＩＴＯ等からなる透明導電膜をスパッタリング法等によ
って膜付けし、この透明導電膜をバターニングして透明
画素電極１０を形成する方法で製造されている。 Ｃ発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記従来のＴＦＴパネルは、その画素電
極１０を薄膜トランジスタＴのソース電極６に接続して
形成するのに、まず透明絶縁膜８の上に導電性金属を堆
積させてコンタクト孔９内にコンタクト金属１１を充填
し、次いで透明絶縁膜８上の不要な金属膜をエツチング
除去してから、透明絶縁膜８の上に透明画素電極１０を
形成しなければならないため、ＴＦＴパネルの製造に多
くの工程を要するという問題をもっていた。しかも、上
記のように画素電極１０をコンタクト孔９に充填したコ
ンタクト金属１１によって薄膜トランジスタＴのソース
電極６に接続する場合、画素電極１０とソース電極６と
を確実に接続するには、コンタクト孔９内にその上端（
透明絶縁膜８の表面）まで完全にコンタクト金属１１を
充填する必要があるが、コンタクト孔９内にその全深さ
にわたってコンタクト金属１１を堆積させるには、コン
タクト金属１１となる金属をコンタクト孔９の深さより
もかなり厚く堆積させなければならない。なお、上記透
明絶縁膜８は、その上に形成される画素電極１０と透明
絶縁膜８の下のゲートラインおよびデータラインとの間
の容量を小さくするためにできるだけ厚くするのが望ま
しいが、このように透明絶縁膜８を厚くすると、この透
明絶縁膜８に設けられるコンタクト孔９の深さも大きく
なるから、金属の堆積厚さもさらに厚くなる。そして、
このようにコンタクト金属１１となる金属を透明絶縁膜
８の上に厚く堆積させるのでは、金属の堆積に時間がか
かるだけでなく、透明絶縁膜８上の不要な金属膜のエツ
チング除去も困難になる。 このため、上記従来のＴＦＴパネルは、その製造が面倒
であるという問題をもっていた。 本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、薄膜トランジスタの
上に形成した透明絶縁膜の上に透明画素？ｉｉ極を形成
したものでありながら、前記透明絶縁膜に形成したコン
タクト孔にコンタクト金属を充填することなく透明絶縁
膜上の透明画素電極を薄膜］・ランジスタのソース電極
に接続することができ、し２かも、上記透明画素電極の
形成と同時にこの画素電極と薄膜トランジスタのソース
電極とを接続することができるようにｌ−た、製造の容
易なＴＦＴパネルを提供することにある。 〔課題を解決するだめの手段〕 本発明は上記［１的を達成するために、透明基板」二に
薄膜トランジスタを形成１７、その上に形成した透明絶
縁膜の」二に透明画素電極を形成１７て、この透明画素
電極を前記薄膜トランジスタのソース電極に接続１７た
ＴＦＴパネルにおいて、前記透明絶縁膜を、金属の拡散
がｉｉＪ能な透明絶縁材で形成し５この透明絶縁膜に前
記薄膜トランジスタのソス電極にに＝Ｊ応させてコンタ
クト孔を設けるとともに、前記透明絶縁膜のｌａコンタ
クト孔を含む画素電極形成部分に、この透明絶縁膜の表
面から上記コンタクト孔の内面にわたって、この透明絶
縁膜に導電性金属を拡散させた透明な金属拡散層を形成
し、この透明絶縁膜の表面の金属拡散層を透明画素電極
とするとともに、この透明画素電極を上記コンタクト孔
の内面の金属拡散層にょっ′Ｃ前記薄膜トランジスタの
ソース電極に接続したものである。 〔作用〕 本発明のＴ　Ｉ”　１”パネルによれば、ｉ′ＩｉＩ記
透明絶縁膜の表面の金属拡散層を透明画素電極と［７、
この透明画素電極を上記コンタクト孔の内面の金属拡散
層によって薄膜トランジスタのソース電極に接続してい
るから、前記コンタクト孔にコンタクト金属を充填する
ことなく透明絶縁膜上の透明画素電極を薄膜トランジス
タのソース電極に接続することができる。また、本発明
のＴ　Ｐ　Ｔ　パネルによれば、前記透明絶縁膜の表面
からそのコンタクト孔の内面にわたって導電性金属を拡
散させることにＪ、す、この透明絶縁膜の表面と上記コ
ンタクト孔の内面に、透明画素電極となる金属拡散層と
、■−上記明画素電極と」−記ソース電極とを接続する
金属拡散層とを同時に形成することができるから、透明
画素電極の形成と同時にこの画素電極と薄膜トランジス
タのソース電極とを接続することができ、したが、って
このＴＦＴパネルの製造は容易である。 〔実施例〕 ニス下、本発明の一実施例を図面を５照して説明する。 第１図はＴ　Ｐ　Ｔパネルの一部分の断面を示したもの
で、図中′ｒは透明基板１の上に形成された薄膜トラン
ジスタであり、この薄膜トランジスタ゛ｒは逆スタガー
型のものである。なお、この薄膜］・う〉ジスタＴは第
５図に示しｊ、−従来のＴＦＴパネルに形成されＣいる
ものと同じ構造のものであるから、その説明は図に同符
号を付（７て省略する。 １２は上記薄膜トランジスタＴを形成した透明基板１上
にそのほぼ全面にわたって形成された表面が平坦な透明
絶縁膜であり１．′：の透明絶縁ｊ漠１２は、金属の拡
散が可能な透明絶縁材、例λばＳＯＧ　（スピンオンガ
ラス）により１１程度の厚さに形成されている。このＳ
ＯＧからなる透明絶縁膜〕−２には、前記薄膜トランジ
スタＴのソース電極６に対応させてコンタクト孔１３が
設けられている。このコンタクト孔１３は、上記ソース
電極６面までは達しないａ底孔とされており、このコン
タク）−ｆＬ１３の底部の厚さは４００人程実況されて
いる。また、１４は前記透明絶縁膜１２の［に、上記コ
ンタクト孔１３の上を含む画素電極形成部分を除いて形
成された拡散阻止膜である。この拡散１１ＪＩ　ｒｆ＝
膜１４は、上記透明絶縁膜１２に金属を拡散させて後述
する金属拡散層１２ａを形成する際の拡散領域を規制す
るために設けられたもので、この拡散阻止膜］４は金属
が拡散しにくい絶縁材、例えばＳＩＮによって形成され
ている。そｌ−で、上記透明絶縁膜１２の拡散阻止膜１
４で覆われでいない部分つまりコンタクト孔１３を含む
画素電極形成部分には、この透明絶縁膜１２の表面から
上記コンタクト孔１３の内面全体にわたって、この透明
絶縁膜１２にＩＴＯからなる導電性金属を拡散させた透
明な金属拡散層１２ａが形成されており、この透明絶縁
膜１２の表面の金属拡散層１２ａは透明画素電極１５と
され、この透明画素電極１５は、上記コンタクト孔１３
の内面の金属拡散層１２ａによって前記薄膜トランジス
タＴのソース電極６に接続されている。また、上記金属
拡散層１２ａの層厚（透明絶縁膜１２への金属の拡散深
さ）は、上記コンタクト孔１３の底部の厚さ（４００人
程実況よりも若干厚い厚さ（５００人程実況とされてお
り、したがってコンタクト孔１３の底部は、その厚さ全
体が金属拡散層１２ａとなって薄膜トランジスタＴのソ
ース電極６と導通接触している。 第２図は上記ＴＦＴパネルの製造方法を工程順に示した
もので、このＴＦＴパネルは次のようにして製造される
。 まず、透明基板１上に周知の方法で薄膜トランジスタＴ
を形成した後、この基板１上にＳＯＧを１部程度の厚さ
に塗布してこれを焼成することにより、第２図（ａ）に
示すように透明絶縁膜（ＳＯＧ膜）１２を形成し、この
透明絶縁膜１２に、薄膜トランジスタＴのソース電極６
に対応さ底 せて１部の厚さが４００人程実況有底のコンタクト孔１
３をエツチングにより形成する。 次に、上記透明絶縁膜１２の上にＳＩＮをプラズマＣＶ
Ｄ法により堆積させ、これをパターニングして、透明絶
縁膜１２の上をそのコンタクト孔１３の上を含む画素電
極形成部分を除いて覆う拡散阻止膜（ＳｉＮ膜）１４を
第２図（ｂ）に示すように形成する。 次に、上記拡散阻止膜１４の上から透明絶縁膜１２上に
ＩＴＯをスパッタリングし、透明絶縁膜１２の表面およ
びそのコンタクト孔１３の内面全体にＩＴＯ膜１６を第
２図（ｃ）に鎖線で示すように堆積させる。このＩＴＯ
のスパッタリングは、３００℃程度の基板温度で行なう
。このＩＴＯのスパッタリングを行なうと、透明絶縁膜
１２の表面およびコンタクト孔１３の内面全体にＩＴＯ
膜１６が堆積して行くとともに、同時に堆積したＩＴＯ
が上記拡散阻止膜１４で覆われていない部分の透明絶縁
膜１２に熱拡散し、透明絶縁膜１２の表面からコンタク
ト孔１３の内面全体にわたって、ＩＴＯを拡散させた金
属拡散層１２ａが第２図（ｃ）に示すように形成される
。なお、拡散阻止膜］４は金属が拡散しにくいＳｉＮ膜
であるために、この拡散阻ＩＦ膜１４へのＩＴＯの拡散
はほとんど生じない。このＩＴＯのスパッタリングは、
コンタクト孔１３の底部における透明絶縁膜１２へのＩ
ＴＯの拡散深さがコンタクト孔１３の底部の厚さ以上（
５００人程実況になるまで行なう。この金属拡散層１２
ａは透明であり、透明絶縁膜１２の表面に形成された金
属拡散層１２ａはそのまま透明画素電極１５となり、ま
たコンタクト孔１３の内面に形成された金属拡散層１２
ａは上記透明画素電極１５と薄膜トランジスタＴのソー
ス電極６とを接続するコンタクト層となる。なお、この
場合、上記ＩＴＯのスパッタリングによる透明絶縁膜１
２へのＩＴＯの拡散を行なった後に、再度基板１を３０
０℃程度に加熱する熱処理を行なえば、透明絶縁膜１２
へのＩＴＯの拡散深さをさらに深くして、コンタクト孔
１３の内面に形成された金属拡散層１２ａと薄膜トラン
ジスタＴのソース電極６とをより確実に導通させること
ができる。 この後は、拡散阻止膜１４および透明絶縁膜１２の上に
堆積したＩＴＯ膜１６を、ＨｅΩ：ＨＮＯ３：　Ｈ２Ｏ
−１：　０．０８：　１のエツチング液により３５℃で
全面エツチングして拡散阻止膜１４上のＩＴＯ膜１６を
除去し、透明絶縁膜１２の表面に形成された金属拡散層
１２ａを個々の画素電極１０に分離して第１図に示した
ＴＦＴパネルを完成する。なおこの場合、上記全面エツ
チングを行なうと、拡散阻止膜１４上のＩＴＯ膜１６だ
けでなく、透明絶縁膜１２上に堆積したＩＴＯ膜１６も
エツチングされるが、透明絶縁膜１２の金属拡散層１２
ａはほとんどエツチングされずに残るから、透明絶縁膜
１２の表面の画素電極１５部分およびコンタクト孔１３
の内面（金属拡散層１２ａ部分）が導電性を失うことは
ない。すなわち、第３図は上記全面エツチングによるエ
ツチング時間と透明絶縁膜１２面および拡散阻止膜１４
而の抵抗値の変化の関係を示

【７たもので、ＳＩＮから
なる拡散阻止膜１４面は約２分のエツチング’−ｒ絶縁
性を回復し、透明絶縁膜１２面は、この時点でもなお、
抵抗値が数にΩの導電性をもっている。 なお、この実権例では、透明絶縁膜１２」二の拡散阻止
膜１４をそのまま残すように１２でいるが、この拡散層
１Ｆ膜１４はＴ　Ｐ　Ｔパネルを完成させた後に除去し
、でもよく、また拡散阻止膜１４を残す場へは、この拡
散阻止膜１４を不透明膜と１７で、これを薄膜トランジ
スタＴのチャンネル部に対する遮光膜とし、て（り用し
てもよい。またこの実施例では、透明絶縁膜１４への金
屑の拡散領域を規制する拡散阻止膜１４をＳｉＮ膜とし
ているが、この拡散阻止膜１４は、金属拡散しにくいも
のであればＳｉＮ膜に限らない。 し、かして、Ｌ記ＴＦＴパネルにおいては、透明絶縁膜
１２の表面からそのコンタクト孔１３の内面にわたって
導電性金属（Ｉ　Ｔｏ）を拡散させることにより、透明
絶縁膜１２の表面の金属拡散層１２ａを透明画素電極〕
５と１２、この透明画素電極】５を上記コンタクト孔１
３の内面の金属拡散層１２ａによって薄膜（・ランジス
タＴのソース電極６に接続しているから、従来のように
コンタクト孔にコンタクト金属を充填することなく透明
絶縁膜１４上の透明画素電極１５を薄膜トランジスタＴ
のソース電極６に接続することができる。また、上記Ｔ
ＦＴパネルによれば、前記透明絶縁膜１２の表面からそ
のコンタクト孔１３の内面にわたって導電性金属を拡散
させることで、この透明絶縁膜１２の表面と上記コンタ
クト孔１３の内面に、透明画素電極１５となる金属拡散
層１２ａと、上記透明画素電極１５と上記ソース電極６
とを接続する金属拡散層１２ａとを同時に形成すること
ができるから、透明画素電極１５の形成と同時にこの画
素電極１５と薄膜トランジスタＴのソース電極６とを接
続することができ、したがってこのＴ　Ｉ”　Ｔパネル
の製造は容易である。 なお、上記実施例では、透明絶縁膜１２に設けるコンタ
クト孔１３を有底孔として、このコンタクト孔１３の底
部の金属拡散層１２ａを薄膜トランジスタ゛ｒのソース
電極６に導通接触させているか、このコンタクト孔１３
は、第４図に示す実施例のようにソース電極６面に達す
る貫通孔としてもよく、この場合も、コンタクト孔１３
の内周面全体に拡散形成された金属拡散層１２ａがその
下端面においてソース電極６に導通接触するから、透明
絶縁膜１４土の金属拡散層１２ａからなる透明画素電極
１５を薄膜ｌ・ランジスタＴのソース電極６に接続する
ことができる。 また、上記実施例では、透明絶縁膜］−４をＳＯＧで形
成【２ているが、この透明絶縁膜１４は、ＳＯＧに限ら
ず金属の拡散が可能なものであればよいし、また透明絶
縁膜〕４膜に拡散させる導電性金属も、ＩＴＯに限らず
、透明絶縁膜１４に拡散形成された金属拡散層１２ａが
透明導電膜となるものであればよい。 〔発明の効果〕 本発明のＴＦＴパネルは、薄膜トランジスタべ覆う透明
絶縁膜を金属の拡散が可能な透明絶縁材で形成し、この
透明絶縁膜に前記薄膜トランジスタのソース電極に対応
させてコンタクト孔を設けるとともに、前記透明絶縁膜
の上記コンタクト孔を含む画素電極形成部分に、この透
明絶縁膜の表面から」二記コンタクト孔の内面にわたっ
て、この透明絶縁膜に導電性金属を拡散させた透明な金
属拡散層を形成１７、この透明絶縁膜の表面の金属拡散
層を透明画素電極とするとともに、この透明画素電極を
上記コンタクト孔の内面の金属拡散層によって前記薄膜
トランジスタのソース電極に接続したものであるから、
薄膜トランジスタの上に形成した透明絶縁膜の上に透明
画素電極を形成し５たものでありながら、前記透明絶縁
膜に形成したコンタクト孔にコンタクト金属を充填する
ことなく透明絶縁膜上の透明画素電極を薄膜トランジス
タのソース電極に接続することができるとともに、」二
記透明画素電極の形成と同時にこの画素電極と薄膜トラ
ンジスタのソース電極とを接続することができ、したが
ってこのＴＦＴパネルの製造は容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すＴＦＴパネルの一部分
の断面図、第２図はＴＦＴパネルの製造工程図、第３図
は透明絶縁膜上に堆積させた拡散金属を全面エツチング
する際の透明絶縁膜（ＳＯＧ膜）面と拡散阻止膜（ＳＩ
　Ｎ膜）面の抵抗値変化を示す図、第４図は本考案の他
の実施例を示すＴＦＴパネルの画素電極とソース電極と
の接続部の断面図、第５図は従来のＴＦＴパネルの一部
分の断面図である。 １・・・透明基板、Ｔ・・・薄膜トランジスタ、６・・
・ソース電極、１２・・・透明絶縁膜（ＳＯＧ膜）１２
ａ・・・金属拡散層、１３・・・コンタクト孔、１４・
・拡散阻止膜（ＳＩ　Ｎ膜）、１５・・・透明画素電極
、１６・・・拡散金属（ＩＴＯ）。 出願人　　カシオ計算機株式会社 イー鴫 弓 第３図 第４ 第５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明基板上に薄膜トランジスタを形成し、その上に形成
   した透明絶縁膜の上に透明画素電極を形成して、この透
   明画素電極を前記薄膜トランジスタのソース電極に接続
   したＴＦＴパネルにおいて、前記透明絶縁膜を、金属の
   拡散が可能な透明絶縁材で形成し、この透明絶縁膜に前
   記薄膜トランジスタのソース電極に対応させてコンタク
   ト孔を設けるとともに、前記透明絶縁膜の上記コンタク
   ト孔を含む画素電極形成部分に、この透明絶縁膜の表面
   から上記コンタクト孔の内面にわたって、この透明絶縁
   膜に導電性金属を拡散させた透明な金属拡散層を形成し
   、この透明絶縁膜の表面の金属拡散層を透明画素電極と
   するとともに、この透明画素電極を上記コンタクト孔の
   内面の金属拡散層によって前記薄膜トランジスタのソー
   ス電極に接続したことを特徴とするＴＦＴパネル。