JPH02187730A - アクティブマトリクス素子の製造方法 - 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、液晶デイスプレィなどの表示装置の駆動に用
いるアクティブマトリクス素子の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

液晶デイスプレィなどの薄形表示装置は、電卓や時計な
どの小型電子機器用の表示装置として大量に使用され、
現在では表示画面の大型化と高画質化を目標としている
。大画面で高画質な表示を行う方法として画面の各画素
電極にスイッチング素子を接続したアクティブマトリク
ス方式が有効である。

アクティブマトリクス方式に用いるスイッチング素子と
しては、薄膜トランジスタ　（ＴＰＴ）などの三端子素
子やＭＩＭ　（金属−絶縁膜−金属）素子、バリスタ、
ダイオードなどの二端子素子が提案され、特に二端子の
非線形素子は構造が簡単であるという特徴から、三端子
素子を用いるアクティブマトリクス方式よりも製造コス
トの点で優れている。

アクティブマトリクス方式による表示装置でばらつきが
なく均一な画像表示を得るためには、表示画面にマトリ
ックス状に形成した微小面積のスイッチング素子の素子
特性の均一性と安定性が重要となる。

以下、従来のダイオード素子を用いるアクティブマトリ
クス方式の製造工程の問題点について、図面を引用して
具体的に説明する。

第２図は、従来のダイオード素子を用いたアクティブマ
トリクス方式の基板の平面図である。図において斜線を
引いて示したダイオード素子１１と１２は画素電極ｌと
走査電極２の間に、配線電極５１と５２を介して並列逆
接続されている。第３図（＾）〜（Ｅ）　、　ｔａｌ〜
（ｅ）は、従来例の製造工程を示すもので、（＾）　、
　（８１、（Ｂ）、（ｂ）・・・とそれぞれ各工程に対
応し、それぞれ第２図のＣ−Ｃ線矢視断面図、Ｄ−Ｄ線
矢視断面図である。ガラス基板１０の上に透明導電膜と
してＩＴＯを被着し、次に遮光メタルとしてＣｒ膜を被
着する。次に、Ｃｒ膜とＩＴＯ膜を同一のフォトマスク
を用いてパターニングして画素電極１、走査電極２．遮
光メタル３１．３２を形成する（図へ＋ａ）。その上に
アモルファスシリコンを被着し、パターニングして半導
体層４を形成し　（図Ｂ、ｂ）、さらにＭを被着、パタ
ーニングして配線電極５Ｌ５２を形成する　（図Ｃ，ｃ
）。そして、配線電極５１．５２をマスクにして半導体
層４のアモルファスシリコンをＣＦ、と０２ガスを用い
てプラズマエツチングしく図り、ｄ）、さらに配線電極
５と半導体層４をマスクにして遮光マスク３１と３２の
ＣｒをＣＣＪａ　と０２ガスを用いてプラズマエツチン
グして画素電極１上のＣｒ膜３１および走査電極２上の
Ｃｒ膜３２の露出部分を除去する　（図Ｅ、ｅ）。遮光
メタルは、半導体層４に用いたアモルファスシリコンが
光導電性をもつため、光が入射すると光導電に基づく漏
洩電流が半導体層４に発生し、ダイオード特性が劣化し
てしまうのを防ぐためのもので、ＣｒのほかにＴａなど
の金属材料を用いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の製造工程では、第３図（Ｄ）　、　ｌｄｌ　、　
（Ｅ）　、　ｆｅ）に示すように、配線電極５１．５２
をマスクにして半導体層４をパターニングしてダイオー
ドの能動部分を形成した後遮光メタル３１．３２をパタ
ーニングするため、ダイオードの側壁部は遮光メタルの
エノチンダ液やエツチングガスに直接さらされる。この
ためダイオードの側壁部は遮光メタルのエツチングガス
であるＣＣｌ２と０２ガスなどによりオーバーエツチン
グ□を受けたり、あるいは遮光メタルをエツチングする
ときに、エツチングガスとレジスト、配線電極、遮光メ
タルとの反応生成物である塩素化合物などがダイオード
の側壁部に付着することによって汚染されてしまう。こ
れらのため、ダイオードの素子特性は不均一になり安定
なものが得られないという問題があった。

もう一つの従来例の問題は、第３図（Ｅ）、（ｅ）に示
すように、遮光メタル３２は、半導体層４とほとんど同
じ形状にパターニングされるため、ガラス基板１０側か
らな半導体層４に光が斜めから入射するのをさえぎるこ
とができず、ダイオード素子は光により誤動作を起こし
やすい。

これらの問題のため、従来のアクティブマトリクス方式
の表示装置では、大画面で高画質な画像表示は実現して
いない。

本発明の課題は、上述の問題を解決し、ダイオードのパ
ターニングの際ダイオードの側壁部がオーバーエツチン
グを受けたり汚染されたりすることがなく、また透明絶
縁基板からの斜めの光の入射により誤動作を起こすこと
のないアクティブマトリクス素子の製造方法を捷供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題の解決のために、本発明は、透明絶縁基板上
に半導体層が基板側で遮光金属層を介して透明電極、反
基板側で配線電極と接触してなるダイオードの能動部分
を形成する際に、透明絶縁基板上に積層した透明導電層
、金属層、半導体層および配線金属層のうち、透明導電
層、金属層および配線金属層のパターニングを終えたの
ち、半導体層からダイオードの能動部分の遮光金属層の
パターンの一部に接触するダイオードの能動部分の半導
体層をパターニングするものとする。

〔作用〕

ダイオードの能動部分の半導体層は、透明導電層、金属
層および配線金属層のパターニングの終わったあとで最
終的にパターニングされるため透明導電層、金属層およ
び配線金属層のパターニング時にオーバーエツチングさ
れたり、汚染が半導体層側壁に残ったりすることがない
。またダイオードの能動部分の半導体層の面積は遮光金
属層の面積より小さく、その一部に接触しているので、
透明絶縁基板から斜めに半導体層に入射する光は遮光金
属層によりさえぎられる。

〔実施例〕

第１図（＾）〜（Ｃ）　、　（ａｌ〜（Ｃ１は、本発明
の一実施例の製造工程を示すもので、（Ａ）、（ａ）、
（Ｂ）、（ｂ）・・・とそれぞれ各工程で対応している
。第４図は第１図の工程で製造されたダイオード素子を
有するアクティツマトリクス基板の工程途中の平面図で
、第１図（Ａ）〜（Ｃ）は第４図のＡ−Ａ線矢視断面図
、第１図（ａｌ〜（Ｃ）は第４図のＢ−Ｂ線矢視断面図
である。第１図、第４図において第２図、第３図と共通
の部分には同一の符号が付されている。この製造工程で
は、ガラス基板１０にスパッタリング法で透明導電膜で
あるＩＴＯを膜厚１０００人被着１、次にスパッタリン
グ法でＣｒを膜厚１０００人被着１、。

次に、Ｃｒ膜とＩＴＯ膜をパターニングして画素電極１
．走査電極２．遮光メタル３１．３２を形成する。

これは第３図（Ａ）、（ａ）に示した工程と同じである
。

次に膜厚４０００人のアモルファスシリコンをプラズマ
ＣＶＤ法で被着し、第４図に示すパターンにパターニン
グして半導体層４を形成する。これは第３図（Ｂ）、…
）に示した工程と同じである。そして膜厚４０００人の
Ｍをスパッタリング法で被着し、第１図（Ａ）、　（ａ
）、第４図に示すようにパターニングして配線電極５１
．５２を形成する。ここまでの工程は第３図（Ｃ）、　
（Ｃ）での工程と同じである。次に半導体層４と配線電
極５１．５２をマスクにして、遮光メタルであるＣｒを
ＣＣＪ、と０□ガスによりプラズマエツチングして画素
電極１上のＣｒをパターニング除去する　（第１図（Ｂ
）、（ｂ））。そして、配線電極５１，５２をマスクに
し、半導体層４であるアモルファスシリコンをＣＦ、と
０□ガスによりプラズマエツチングしてダイオード素子
の能動部分を完成させる（図（Ｃ）　、　（ｃ）　）　
　この場合、ダイオードの能動部分の半導体層４のパタ
ーンは配線電極５１．５２と同じであり、画素電極１．
走査電極２の上では遮光メタル３１．３２より小さい。

本工程によれば、画素電極１．走査電極２の上のＣｒ膜
３１　、３２をパターニングで除去し、その後に半導体
の２回目のパターニングをするので、遮光メタルのエツ
チングのときにダメージや汚染を受けた半導体の側壁部
は半導体の２回目のパターニングにより除去され、ダイ
オード素子の能動部分はダメージや汚染が少ない。

また、遮光メタル３１．３２のパターンは、半導体層４
の最初のパターンに覆われるように形成でき、その後半
導体層４が配線電極５１．５２をマスクとしてパターニ
ングされるため、第５図の平面図に示すように、画素電
極１あるいは走査電極２の上でダイオードの能動部分の
半導体層４のパターンより大きくすることができ、ガラ
ス基板１０から半導体層４に斜めに入る光に対しても、
十分な遮光効果を持たせることができる。

上記の実施例において、ガラス基板１０の代わりに高分
子基板を用いることができ、透明導電膜１，２としては
ＩＴＯのほかにＳｎＯ□あるいは金属薄膜を用いること
ができ、遮光メタル３１３２　としてはＣｒのほか、ｋ
ｌ　、　Ｍｏ、　Ｔａ、　Ｍｏ５ｔ　ｚなどでもよく、
また、配線電極５１．５２にはＭ以外にＭｏ＋　Ｃｒ膜
　Ｔｌｌ　Ｔａなども用いることができる。

第６図（Ａ）〜（Ｃ）、（ａ）〜（Ｃ１は本発明の別の
実施例の製造工程を第１図と同じ位置の断面で示すもの
で、（Ａ）、（ａｌ、（Ｂ）、（ｂｌ・・・とそれぞれ
各工程で対応しており、前出の各図と共通の部分には同
一の符号′が付されている。第６図（Ａ）、（ａｌまで
は第３図（Ｂ）。

伽）までと同じで、半導体層４のパターニングのための
レジスト膜６が図示されている。次いで半導体層４とレ
ジスト膜６をマスクに画素電極１上の遮光メタル３１を
パターニング除去する　（図Ｂ、ｂ）、次に配線金属を
被着、パターニングしく図Ｃ＋　Ｃ）　＋配線金属５１
．５２をマスクに半導体層４をパターニングすることに
より、ダイオード素子の能動部分を完成させる　（図り
、ｄ）。この実施例においても、ダイオードの能動部分
の側壁部は遮光メタルのエツチング液やエツチングガス
などでダメージや汚染を受けることが少なく、さらに遮
光メタル３１．３２は半導体層４よりも面積を大きくす
ることができ光に対する遮蔽効果を向上できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ダイオード素子の能動部分の半導体層
の最終的パターニングを画素電極、走査電極、遮光メタ
ルおよび配線電極のパターニングが終わったあとで行う
ことにより、先行工程のパターニングにより半導体層側
壁のうけるダメージや汚染は最終的パターニングの際除
去され、均一で安定したダイオード素子特性が得られる
。また、半導体層の最終的パターニングを遮光メタルの
パターニングの後で行うことにより、ダイオード素子の
能動部分の半導体層の面積を遮光メタルの面積より小さ
（することができ、透明絶縁基板の半導体層に斜めに入
射する光に対しての遮光効果を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図（Ａ）〜（Ｃ）、１Ｍ１〜（Ｃ１は本発明の一実
施例のアクティブマトリクス素子の製造工程を順次示す
二方向の断面図、第２図は従来のアクティブマトリクス
素子の平面図、第３図（Ａ）〜（［り、（ａｌ〜（ｅｌ
は従来のアクティブマトリクス素子の製造工程を順次示
す二方向の断面図、第４図は本発明の一実施例のアクテ
ィブマトリクス素子の製造工程中における平面図、第５
図はその製造後における平面図、第６図（Ａ）〜（Ｄ）
ｄａ）〜（ｄｌは本発明の別の実施例のアクティブマト
リクス素子の製造工程を順次示す二方向の断面図である
。 １：画素電極、２：走査電極、４：半導体層、１０ニガ
ラス基板、３１．３２：遮光メタル、５１．５２：配線
電極。 １、事件の表示 ３．補正をする者 事件との関係 住　　所 名　　称 ４代 理　　人 住　　所 手続補止書動匍 特願４／ ７３ノ３ 耐し！ｈう人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）透明絶縁基板上に半導体層が基板側で遮光金属層を
   介して透明電極、反基板側で配線電極と接触してなるダ
   イオードの能動部分を形成する際に、透明絶縁基板上に
   積層した透明導電層、金属層、半導体層および配線金属
   層のうち、透明導電層、金属層および配線金属層のパタ
   ーニングを終えたのち、半導体層からダイオードの能動
   部分の遮光金属層のパターンの一部に接触するダイオー
   ドの能動部分の半導体層をパターニングすることを特徴
   とするアクティブマトリクス素子の製造方法。