JPH02162771A - アクテイブマトリクス基板及び製造方法 - Google Patents
アクテイブマトリクス基板及び製造方法Info
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- JPH02162771A JPH02162771A JP63316376A JP31637688A JPH02162771A JP H02162771 A JPH02162771 A JP H02162771A JP 63316376 A JP63316376 A JP 63316376A JP 31637688 A JP31637688 A JP 31637688A JP H02162771 A JPH02162771 A JP H02162771A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Thin Film Transistor (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〕
本発明は、表示装置に用いられるアクティブマトリクス
基板及び半導体素子の構造およびその製造方法。
基板及び半導体素子の構造およびその製造方法。
ガラス等の絶縁基板上に薄膜トランジスタ(TPT)等
を形成したアクティブマトリクス基板においては、大画
面、高精細化に伴い製造歩留りの向上が生産技術上の重
要な課題となっており、そのために種々の工夫がなされ
ている。その中でも、歩留りを低下させる主要因は、製
造工程数増加に伴う異物の発生で、特に配線交差部の短
絡欠陥がライン欠陥となりこの低減が最重要課題である
。配線間の短絡欠陥低減の方法として配線間の層間絶縁
膜を多層構造にして、各層にピンホール等があっても多
層にすることにより全体層により絶縁耐圧を向上させる
方法がある。しかしながら上記の方法では多層にするこ
とで新たな工程増加を伴うためにかえってその効果を低
減させると共に、Illココスト増加させる。
を形成したアクティブマトリクス基板においては、大画
面、高精細化に伴い製造歩留りの向上が生産技術上の重
要な課題となっており、そのために種々の工夫がなされ
ている。その中でも、歩留りを低下させる主要因は、製
造工程数増加に伴う異物の発生で、特に配線交差部の短
絡欠陥がライン欠陥となりこの低減が最重要課題である
。配線間の短絡欠陥低減の方法として配線間の層間絶縁
膜を多層構造にして、各層にピンホール等があっても多
層にすることにより全体層により絶縁耐圧を向上させる
方法がある。しかしながら上記の方法では多層にするこ
とで新たな工程増加を伴うためにかえってその効果を低
減させると共に、Illココスト増加させる。
一方、アクティブマトリクス基板ではその製造工程内で
インジウムスズ酸化物(TTO)の透明性や低抵抗性を
利用して、これを配線や液晶を反転させる画素電極に利
用している。また、このITOは電極として用いるため
、非晶質あるいは多結晶質シリコンあるいはAQ等の金
属との良好なコンタクト特性が要求されている。しかし
ながら、ITOと他の電極とのコンタク1へ特性は、基
板製造工程中の熱処理により劣化し、その原因としてア
イ・イー・イー トランザクション オンニレクロン
デバイス レター、イーデイエル7、ナンバー2 (1
986年)第134頁から136頁(IEEE、Tra
ns、Electron Device Letter
s。
インジウムスズ酸化物(TTO)の透明性や低抵抗性を
利用して、これを配線や液晶を反転させる画素電極に利
用している。また、このITOは電極として用いるため
、非晶質あるいは多結晶質シリコンあるいはAQ等の金
属との良好なコンタクト特性が要求されている。しかし
ながら、ITOと他の電極とのコンタク1へ特性は、基
板製造工程中の熱処理により劣化し、その原因としてア
イ・イー・イー トランザクション オンニレクロン
デバイス レター、イーデイエル7、ナンバー2 (1
986年)第134頁から136頁(IEEE、Tra
ns、Electron Device Letter
s。
Vo(1,EDL−7,Na2(1986)ppl 3
4−136)で論じられており、これが熱処理によりI
TOとシリコンの界面に酸化物ができるためであると指
摘している。
4−136)で論じられており、これが熱処理によりI
TOとシリコンの界面に酸化物ができるためであると指
摘している。
上記従来の技術では、ITOとシリコンのコンタクト特
性改善の方法を見い出すため、シリコンITOの界面の
酸化物を検出している。しかしながら5本課題を積極的
に、前記の配線間の短絡欠陥低減に適用しようとする試
みはなかった。
性改善の方法を見い出すため、シリコンITOの界面の
酸化物を検出している。しかしながら5本課題を積極的
に、前記の配線間の短絡欠陥低減に適用しようとする試
みはなかった。
本発明の目的は、配線間の短絡欠陥を低減し、かつ製造
工程数を低減するアクティブマトリクス基板及びT F
71”およびその製造方法を提供することにある。
工程数を低減するアクティブマトリクス基板及びT F
71”およびその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、以下の工程を含むことを特
徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法を採用す
る。
徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法を採用す
る。
(1)所定の絶縁基板上に、第1の半導体膜、あるいは
第1の導電膜(金属及び半導体と高融点金属との化合物
)よりなる所定のパターンの層を形成する工程。
第1の導電膜(金属及び半導体と高融点金属との化合物
)よりなる所定のパターンの層を形成する工程。
(2)上記第1の半導体膜あるいは導mta上にITO
を堆積した後、上記ITOを所定のパターンに形成する
工程。
を堆積した後、上記ITOを所定のパターンに形成する
工程。
(3)上記第1の半導体膜あるいは導ff1vと上記I
TOとの界面に酸化物を形成するための、上記ITO上
に絶縁膜を形成する工程あ、るいは300℃以上の熱処
理工程。
TOとの界面に酸化物を形成するための、上記ITO上
に絶縁膜を形成する工程あ、るいは300℃以上の熱処
理工程。
上記の他の目的を達成するためには、上記の工程の(2
)を行った後に(1)の工程を行い、次に(3)の工程
を行ってもよい、上記の工程を含むことにより、半導体
1漠あるいは導電膜とI”l’Oと間に良好な絶縁膜が
形成されろ。
)を行った後に(1)の工程を行い、次に(3)の工程
を行ってもよい、上記の工程を含むことにより、半導体
1漠あるいは導電膜とI”l’Oと間に良好な絶縁膜が
形成されろ。
絶縁基板上に形成されるトランジスタのゲートとソース
あるいはドレイン、及びゲート配線とシグナル配線は絶
縁されていなければならず、これがなされていなければ
基板の欠陥となる。半導体層あるいは導電層とITOを
積層した後、熱処理することにより上記ITOと半導体
層あるいは導!I!層との界面に良好な絶縁膜が形成さ
れるので、これを上記目的の絶縁層として適用すること
により、新たな絶m層を行うことなく、絶縁ができ良好
なアクティブマトリクス基板が提供できる。また上記I
TOと半導体層との界面の絶縁層と従来から使われてい
る絶mff1を積層することにより上記絶縁層の短絡欠
陥は更に著しく低減でき、上記作用により、a11造工
程数が数少なく歩留りの良いアクティブマトリクス基板
を提供できる。上記作用を筆者らが確認実験した結果、
シリコンとTTOをMHI後600℃で不活性ガス熱処
理した場合の界面酸化物はシリコンを600℃で酸素中
で熱酸化した場合に比べて、1/3の時間で耐圧が2倍
の絶縁膜が形成され、この効果はI’rOとAQ等の金
属の界面、ITOとシリコンと高融点金属との化合物と
の界面についても確認している。
あるいはドレイン、及びゲート配線とシグナル配線は絶
縁されていなければならず、これがなされていなければ
基板の欠陥となる。半導体層あるいは導電層とITOを
積層した後、熱処理することにより上記ITOと半導体
層あるいは導!I!層との界面に良好な絶縁膜が形成さ
れるので、これを上記目的の絶縁層として適用すること
により、新たな絶m層を行うことなく、絶縁ができ良好
なアクティブマトリクス基板が提供できる。また上記I
TOと半導体層との界面の絶縁層と従来から使われてい
る絶mff1を積層することにより上記絶縁層の短絡欠
陥は更に著しく低減でき、上記作用により、a11造工
程数が数少なく歩留りの良いアクティブマトリクス基板
を提供できる。上記作用を筆者らが確認実験した結果、
シリコンとTTOをMHI後600℃で不活性ガス熱処
理した場合の界面酸化物はシリコンを600℃で酸素中
で熱酸化した場合に比べて、1/3の時間で耐圧が2倍
の絶縁膜が形成され、この効果はI’rOとAQ等の金
属の界面、ITOとシリコンと高融点金属との化合物と
の界面についても確認している。
本発明のその他の特徴及び効果は以下の記載から明らか
となるであろう。
となるであろう。
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図の(a)は本発明の平面構造、(b)はAA’の断面
構造を示す、第1図(a)はアクティブマトリクス型液
晶デイスプレィ基板の単位画素の平面図であり、1はゲ
ート配線、2はシグナル配線であり面配線に電位を与え
ろ事により3のTPTが動作し6のI 71’ 0画素
電極と対向基板に挟まれた液晶を反転させ表示する。5
のITO共通ffl極は6のITO画素電極との間に容
量を形成し、3のT E? Tがオフ状態での漏れ電流
を補償するものである。
図の(a)は本発明の平面構造、(b)はAA’の断面
構造を示す、第1図(a)はアクティブマトリクス型液
晶デイスプレィ基板の単位画素の平面図であり、1はゲ
ート配線、2はシグナル配線であり面配線に電位を与え
ろ事により3のTPTが動作し6のI 71’ 0画素
電極と対向基板に挟まれた液晶を反転させ表示する。5
のITO共通ffl極は6のITO画素電極との間に容
量を形成し、3のT E? Tがオフ状態での漏れ電流
を補償するものである。
1のゲート配線と2のシグナル配線は電気的に絶縁され
ており1通常(b)の断面図で示すように8の絶縁膜で
絶縁されている0本発明の特徴はこの配線交差部の構造
にある。この交差部の構造は下部より1のゲート配線、
7の酸化物、4のI ’I’ O18の絶縁膜、1のシ
グナル配線になっており、特に7の酸化物は4の■1゛
0中に含まれた酸素と1の材料1例えばAQ等の金属、
シリコン。
ており1通常(b)の断面図で示すように8の絶縁膜で
絶縁されている0本発明の特徴はこの配線交差部の構造
にある。この交差部の構造は下部より1のゲート配線、
7の酸化物、4のI ’I’ O18の絶縁膜、1のシ
グナル配線になっており、特に7の酸化物は4の■1゛
0中に含まれた酸素と1の材料1例えばAQ等の金属、
シリコン。
シリコンと金属の反応化したシリサイド層、との熱反応
による酸化物である0本発明ではこの酸化物を1の配線
上に形成することで1の配線と2の配線の短絡欠陥が著
しく低減される。これは、8の絶縁1膜は通常、化学気
相法(CVD法)で形成するためピンホールが多り、シ
ばしば1と2の配線の/M銘不良を起すが、7の酸化物
により、いわば絶縁膜が2重化されこの不良を著しく低
減する。
による酸化物である0本発明ではこの酸化物を1の配線
上に形成することで1の配線と2の配線の短絡欠陥が著
しく低減される。これは、8の絶縁1膜は通常、化学気
相法(CVD法)で形成するためピンホールが多り、シ
ばしば1と2の配線の/M銘不良を起すが、7の酸化物
により、いわば絶縁膜が2重化されこの不良を著しく低
減する。
本発明の別な特徴としてはその製造方法の容易さにある
。製造手順を第2図を用いて説明する。
。製造手順を第2図を用いて説明する。
同図に製造工程を示す断面1’lW造を示す、1のゲー
ト配線を形成後10のITOを例えばスパッタ法により
形成する(同図(a))、10のITOをホトエツチン
グして、5のITO共通電極と4の配線交差部用ITO
を形成し、その後1例えばCVD法で300〜500℃
の温度で絶縁rlA8を堆IAする(同図(b))、上
記絶縁膜堆積による熱処理により4のITO中の酸素と
1の材料が反応して7の酸化物が形成される。この酸化
物の厚さは8の絶縁物堆積温度を変えることや、膜堆積
後に例えば300℃〜500℃の熱処理により制御でき
る。
ト配線を形成後10のITOを例えばスパッタ法により
形成する(同図(a))、10のITOをホトエツチン
グして、5のITO共通電極と4の配線交差部用ITO
を形成し、その後1例えばCVD法で300〜500℃
の温度で絶縁rlA8を堆IAする(同図(b))、上
記絶縁膜堆積による熱処理により4のITO中の酸素と
1の材料が反応して7の酸化物が形成される。この酸化
物の厚さは8の絶縁物堆積温度を変えることや、膜堆積
後に例えば300℃〜500℃の熱処理により制御でき
る。
次に2のシグナル配線、6のITO画素W1極を形成し
て基板を作成する(同図(Q))、上記。
て基板を作成する(同図(Q))、上記。
製造手順でわかるように本発明の主要部の配線交差部の
4のITOは5のITO共通電極形成時に同時に形成で
きるため製造工程上の新たな追加工程がなく容易に形成
できる。
4のITOは5のITO共通電極形成時に同時に形成で
きるため製造工程上の新たな追加工程がなく容易に形成
できる。
本発明の第2の実施例を第3図に示す。
第4薗はT P Tの製造工程を示す、11の絶縁基板
上に、CVD法で1のSiの島を形成し、その後ITO
をスパッタ法によりI”rOを形成して、13のレジス
トをパターンリングしてI’rOをエツチング除去する
(同図(a))、その後1例えばリン(P÷)をイオン
打込みしてn+mを形成し、n+の活性化のアニールと
同時にITOの酸素とSiとの反応により3のゲート5
iOzを形成する(同図(b) ) 、 JiA後にス
ルホールエッチして1例えば14のAQの電極を形成し
てT I7’1’を形成する(同図(c))、本発明の
特徴は7のゲート5iOzをI’I’Oとの反応により
形成した構造にある。7の5iOzの形成に例えばCV
D法で形成する場合に比べて膜堆積工程が省略できる、
通常酸素中の熱酸化に比べて形成時間を著しく低減でき
る効果がある。
上に、CVD法で1のSiの島を形成し、その後ITO
をスパッタ法によりI”rOを形成して、13のレジス
トをパターンリングしてI’rOをエツチング除去する
(同図(a))、その後1例えばリン(P÷)をイオン
打込みしてn+mを形成し、n+の活性化のアニールと
同時にITOの酸素とSiとの反応により3のゲート5
iOzを形成する(同図(b) ) 、 JiA後にス
ルホールエッチして1例えば14のAQの電極を形成し
てT I7’1’を形成する(同図(c))、本発明の
特徴は7のゲート5iOzをI’I’Oとの反応により
形成した構造にある。7の5iOzの形成に例えばCV
D法で形成する場合に比べて膜堆積工程が省略できる、
通常酸素中の熱酸化に比べて形成時間を著しく低減でき
る効果がある。
本発明の第3の実施例を第4図に示す。
同図(a)は本発明の単位画素の平面図、(b)はAA
’の断面図、(c)はBB’の断面図である。1はゲー
ト配線、2はシグナル配線、6はITO画素電極である
。同図(b)は1のゲート配線と2のシグナル配線との
交差部、(C)はTFT部の断面図である。(C)は前
記第2の実施例と同様7のゲート5iOzは1のITO
と2のシグナル配線の材料であるシリコンとの熱反応で
形成した酸化物である0本発明の特有の構造は同図(Q
)のゲート酸化物と同時に同図(b)の。
’の断面図、(c)はBB’の断面図である。1はゲー
ト配線、2はシグナル配線、6はITO画素電極である
。同図(b)は1のゲート配線と2のシグナル配線との
交差部、(C)はTFT部の断面図である。(C)は前
記第2の実施例と同様7のゲート5iOzは1のITO
と2のシグナル配線の材料であるシリコンとの熱反応で
形成した酸化物である0本発明の特有の構造は同図(Q
)のゲート酸化物と同時に同図(b)の。
配線交差部をも7の酸化物(IToとシリコンの反応で
形成した酸化物)が形成されている点である0本発明の
効果は7の酸化物をITOとシリコンの反応により形成
することにより、第3同断面図(Q)の構造に比べて、
スルホールホ!−マスクが不要であるため、ホトマスク
数が1枚低減できる、8のが開維縁膜が不要である、ス
ルホール部の面積が不要であるため、高精細化して大き
な開口率が得られる、ホトマスク3枚で形成できるため
基板コストを大幅に低減できる効果がある。
形成した酸化物)が形成されている点である0本発明の
効果は7の酸化物をITOとシリコンの反応により形成
することにより、第3同断面図(Q)の構造に比べて、
スルホールホ!−マスクが不要であるため、ホトマスク
数が1枚低減できる、8のが開維縁膜が不要である、ス
ルホール部の面積が不要であるため、高精細化して大き
な開口率が得られる、ホトマスク3枚で形成できるため
基板コストを大幅に低減できる効果がある。
本発明の第4の実施例を第5図に示す。
第7図には本発明の断面構造をその製造工程順に示す、
12のシリコンを島状に形成して、その上部に4のIT
O115のシリコンを堆積する(同図(a))、その後
例えばリン(P+)をイオン打込みn+層を形成し、そ
の後例えば600℃で熱媒゛理することにより、4のI
TOと12のシリコン及び15のシリコンとの界面に酸
化物を形成する0本構造はT I? T 4W造におい
て15のシリコンをゲートとして4のITOをフローテ
ィングI’t!tiとするメモリ素子となる0本発明の
特徴は7の酸化物を例えばCVD法による堆積で2回に
分けて形成する工程を省略でき、少ない工程数すなわち
低コス1−でメモリ素子を形成できる効果を持つ。
12のシリコンを島状に形成して、その上部に4のIT
O115のシリコンを堆積する(同図(a))、その後
例えばリン(P+)をイオン打込みn+層を形成し、そ
の後例えば600℃で熱媒゛理することにより、4のI
TOと12のシリコン及び15のシリコンとの界面に酸
化物を形成する0本構造はT I? T 4W造におい
て15のシリコンをゲートとして4のITOをフローテ
ィングI’t!tiとするメモリ素子となる0本発明の
特徴は7の酸化物を例えばCVD法による堆積で2回に
分けて形成する工程を省略でき、少ない工程数すなわち
低コス1−でメモリ素子を形成できる効果を持つ。
本発明では、インジウムスズ酸化物(XTO)とAfi
等の金属、シリコン、シリコンと金属とのシリサイドと
の間の界面に熱処理することにより、容易に安定な酸化
物を形成し、これを配線間の絶縁膜及びTPTのゲート
絶縁膜として使用できるので、配線間の短絡欠陥の低減
と、製造工程を大幅に短縮したTPTを用いたアクティ
ブマトリクス基板及び半導体素子を形成できる。
等の金属、シリコン、シリコンと金属とのシリサイドと
の間の界面に熱処理することにより、容易に安定な酸化
物を形成し、これを配線間の絶縁膜及びTPTのゲート
絶縁膜として使用できるので、配線間の短絡欠陥の低減
と、製造工程を大幅に短縮したTPTを用いたアクティ
ブマトリクス基板及び半導体素子を形成できる。
第1図(a)は本発明の第一の実施例の平面図、第1図
(b)はその断面図である。第2図(a)乃至同図(c
)は第一の実施例の製造工程を示す断面図、第3図は本
発明の第2の実施例を示す構造及び製造工程を示す断面
図、第4図は本発明の第3の実施例を示し、第4図(a
)は平面図、第4図(b)及び第4図(Q)は断面図、
第5図は本発明の第4の実施例の製造工程及び構造を示
す断面図である。 1・・・ゲート配線、2・・・シグナル配線、4・・・
ゲート配線及びシグナル配線との間のITO膜、4・・
・導l!膜あるいは半導体に酸素を供給させるITO膜
、7・・・ITOと導電膜あるいは半導体膜との反応に
より形成された酸化物、11・・・絶縁基板。 第1図 (a) (b) 第 図 (a) (b) (C) 第 図 (a) (b) (e) 第 図 (b) (C) 第 図 (a) t (b)
(b)はその断面図である。第2図(a)乃至同図(c
)は第一の実施例の製造工程を示す断面図、第3図は本
発明の第2の実施例を示す構造及び製造工程を示す断面
図、第4図は本発明の第3の実施例を示し、第4図(a
)は平面図、第4図(b)及び第4図(Q)は断面図、
第5図は本発明の第4の実施例の製造工程及び構造を示
す断面図である。 1・・・ゲート配線、2・・・シグナル配線、4・・・
ゲート配線及びシグナル配線との間のITO膜、4・・
・導l!膜あるいは半導体に酸素を供給させるITO膜
、7・・・ITOと導電膜あるいは半導体膜との反応に
より形成された酸化物、11・・・絶縁基板。 第1図 (a) (b) 第 図 (a) (b) (C) 第 図 (a) (b) (e) 第 図 (b) (C) 第 図 (a) t (b)
Claims (9)
- 1.第1導体上に第1の導体とインジウムスズ酸化物(
ITO)と界面反応で形成された酸化物、前記酸化物上
に前記界面反応を起こすITOを積層した構造を有する
ことを特徴としたアクティブマトリクス基板。 - 2.請求項1のITO上に堆積法により形成した絶縁物
、前記絶縁物上に第2の導体を積層した構造を有するこ
とを特徴とするアクティブマトリクス基板。 - 3.第1の半導体上に第1の半導体とITOとの界面反
応で形成された酸化物、前記酸化物上にITOが積層さ
れた構造を有することを特徴としたアクティブマトリク
ス基板。 - 4.請求項3のITO上に、第1の導体あるいは第2の
半導体とITOとの界面反応で形成された酸化物、前記
酸化物上に第1の導体あるいは第2の半導体を積層した
構造を有することを特徴とする半導体素子。 - 5.請求項1乃至4において、導体としてAl,Cr,
Mo,Ta,シリコンと高融点金属とのシリサイド化合
物、前記半導体として多結晶あるいは非晶質シリコンを
用いたことを特徴としたアクティブマトリクス基板。 - 6.請求項1乃至4において、反応性酸化物を形成する
温度として300℃から600℃の間の温度の熱処理を
行う工程を含むことを特徴とした製造方法。 - 7.請求項1乃至4の酸化物を配線間の交差部の絶縁膜
として用いたことを特徴としたアクティブマトリクス基
板。 - 8.請求項3及び請求項4の酸化物を半導体素子のゲー
ト絶縁膜として用いたことを特徴とするアクティブマト
リクス基板。 - 9.第1の半導体上に第1の半導体とITOとの界面反
応で形成された酸化物、前記酸化物上にITOが積層さ
れた構造を有することを特徴とした半導体素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63316376A JPH02162771A (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | アクテイブマトリクス基板及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63316376A JPH02162771A (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | アクテイブマトリクス基板及び製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02162771A true JPH02162771A (ja) | 1990-06-22 |
Family
ID=18076403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63316376A Pending JPH02162771A (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | アクテイブマトリクス基板及び製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02162771A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05241194A (ja) * | 1992-02-27 | 1993-09-21 | G T C:Kk | アクティブマトリックス液晶表示装置 |
-
1988
- 1988-12-16 JP JP63316376A patent/JPH02162771A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05241194A (ja) * | 1992-02-27 | 1993-09-21 | G T C:Kk | アクティブマトリックス液晶表示装置 |
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