JPH03114030A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

液晶表示装置の製造方法

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JPH03114030A
JPH03114030A JP2166102A JP16610290A JPH03114030A JP H03114030 A JPH03114030 A JP H03114030A JP 2166102 A JP2166102 A JP 2166102A JP 16610290 A JP16610290 A JP 16610290A JP H03114030 A JPH03114030 A JP H03114030A
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polysilicon
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electrode
forming
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Shinji Morozumi
両角 伸治
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置に関す
るものである。
[従来の技術] 従来アクティブマトリックスを用いたデイスプレィパネ
ルはダイナミック方式に比しそのマトリックスサイズを
非常に大きくでき、大型かつドツト数の大きなパネルを
実現可能な方式として注目を浴びている。
特に液晶のような受光型素子ではダイナミック方式での
駆動デユーティは限界がありテレビ表示等にはアクティ
ブマトリックスの応用が考えられている。
第1図は従来のアクティブマトリックスの1セルを示し
ている。
アドレス線Xがトランジスタ2のゲートに入力されてお
り、トランジスタをONさせてデータ線Yの信号を保持
用コンデンサ3に電荷として蓄積させる。再びデータを
書き込むまで、このコンデンサ3により保持され、同時
に液晶4を駆動する。
ここでVCは共通電極信号である。液晶のり−りは非常
に少ないので、短時間の電荷の保持には十分である。こ
このトランジスタとコンデンサの製法は通常のICのプ
ロセスと全く同じである。
第2図は第1図のセルをシリコンゲートプロセスにより
作成した例である。
単結晶シリコンウェハ上にトランジスタ10とコンデン
サ11が構成される。アドレス線又とコンデンサの上電
極11は多結晶シリコン(ポリシリコン)で、又データ
線Yと液晶駆動電極13はA1でできており、コンタク
トホール7、 8. 9により、基板とA1、ポリシリ
コンとA1が夫々接続される。
しかし、このような構造はプロセスが複雑であり、歩留
まりの制御が困雌である等の問題があるため、透明基板
上に薄膜トランジスタを形成した表示体が考えられた。
このような薄膜トランジスタを使用する場合、半導体薄
膜としては、アモルファスシリコン、ポリシリコンなど
が用いられてきた。
[発明が解決しようとする問題点および目的]一般にM
O8型トランジスタでは、単結晶シリコンからなる半導
体基板を用いる場合、NチャンネルにあってはP型基板
、PチャンネルにあってはN型基板が用いられる、この
ような構成にあっては、PN接合を利用してソース、 
ドレイン間のOFFリーク電流の低減を図っているもの
である。
しかしながら、ガラス基板上に設けたアモルファスシリ
コンまたはポリシリコン(以下、非単結晶シリコンと呼
ぶ)からなる薄膜トランジスタにあっては、非単結晶シ
リコン薄膜の性質上、良質なPNが形成できず、トラン
ジスタのOFF時に、リーク電流を生じてしまうという
問題があった。
このような問題点を解決するため、薄膜トランジスタの
チャンネル部を真性半導体としトランジスタのOFF時
のリーク電流を低減しようとする試みがなされているが
、チャンネルを真性に保つことが容易ではなかった。
本発明はこのような問題点を克服するものであり、薄膜
トランジスタのチャンネル部が真性領域であることを確
保できる薄膜トランジスタの製造方法を提供することを
目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対のガラスまた
は石英基板内に液晶が封入され、該基板上にマトリクス
状に配列されてなる画素電極、該画素電極に接続されて
なる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置の製造方法
において、該基板上にゲート電極を形成する工程、該ゲ
ート電極を酸化して該ゲート電極上にゲート酸化膜を形
成する工程、該ゲート酸化膜上に真性半導体層からなる
チャンネル領域を形成する工程、該チャンネル領域に接
してソースおよびドレイン電極を形成する工程からなる
ようにしたものである。
[実 施 例] 第3図は本発明に用いるマトリックスセルを示すもので
ある。
第1図と異なるのは容量のGND配線を新たに設けるこ
とのみであり、基本回路は同じである。
この場合のGND電位は一定バイアスを意味し、バイア
スレベルは問わない。
第4図にセルの構造例を示す。
(A)は平面図であってアドレス線26はデータ線25
、駆動電極及びコンデンサの電極29をソース・ドレイ
ンとするトランジスタのチャネル28のゲートになって
いる。又GNDライン27はアドレス線26と同時に構
成され電極29との間に容量を構成している。第4図(
B)は(A)のAB線での断面を示すものである。
製造プロセスの一例をあげて説明すると、石英等の高融
点ガラス基板31にシリコン薄膜としてポリシリコンを
約300OA成長させ、その後全面にPイオンを打込み
してN型とする。但し場合によっては密着性をよくする
ため、うすいSiO2をあらかじめ形成することもある
更にフォトエツチングによりゲート26とコンデンサ電
極27を形成した後に熱酸化により約1500人のSi
O2膜30をゲート絶縁膜及びコンデンサの誘電体膜と
して成長させる。その後2層目のポリシリコンをつけて
フォトエッチによりパターンを形成後レジストマスクに
よりチャネル部28以外に再びPイオンを打込んでソー
ス・ドレイン電極及びデータ線の配線部、コンデンサの
電極を兼ねた液晶の駆動電極を形成する。
このチャンネル部28に局部的、又は基板全体を均一に
、レーザーを照射しポリシリコンを短時間のうちに溶融
、凝固させてグレインを成長することによって、しきい
値、コンダクタンス等の性能の改良を行なうことができ
る。これはいわゆるレーザアニールと言われているもの
である。
第4図に示す構造においては、光を透過する電極を用い
ているが、更にこの上にA1電極をのせてもよい。
第5図は本発明のマトリックス基板を用いた液晶デイス
プレィ装置の簡単な断面を示す。
ポリシリコン電極37をのせた石英基板35とネサ膜よ
りなる共通電極39をのせたガラス36に液晶体38を
はさむ、更に偏光板32.33でサンドイッチした後下
側に反射板34をつける。
こうすると上から入射した光はポリシリコン電極37を
ほとんど経過し、反射板34で反射し、人体の目に感知
される。この方式は通常のFEタイプの液晶が使えるの
で、コントラストが高く、同時に視角も広い。
第6図は本発明の他の例として通常のガラス基板上にセ
ルを構成した断面を示す、ガラス基板40上にスパッタ
又はプラズマCVD法等の低温での膜生成法によりポリ
シリコン膜を作成し、全面にPイオン又はBイオンを打
込む0次にフォトエツチングによりゲート43とコンデ
ンサ電極42を形成する。更に絶縁膜44を形成する。
これもやはり低温成長による5i02等を用いる。
更にトランジスタのソース・ドレイン、コンデンサと駆
動電極を兼ねるための2N目のポリシリコンをやはり低
温で形成する。
このポリシリコンは全くドープしないか、又はシキイ値
をエンハンスメントにするだけの十分な量のBイオンを
打込む。
その後レーザビームを局部的又は全体に照射しアニール
をする。レーザビームは一部は1層目のポリシリコンに
吸収されるが、ガラス基板40は透過する。従って1層
目のポリシリコン中のイオン打込みされた不純物の活性
化、2層目のポリシリコンのグレインの成長(特にチャ
ネル部48)が行なわれるべく適当なビームのエネルギ
ーで適当な時間(パルスレーザであればパルス間隔、C
Wレーザでは走査スピードに依存)処理すると、ガラス
基板には影響が殆どない範囲でアニールが可能である。
この方式の特徴はレーザアニールにより、従来の熱アニ
ールに対しガラス基板に与える影響を非常に少なくでき
るのでコストの安いガラスを用いることができること、
レーザのアニールは不純物の活性化と共に、チャネル部
のポリシリコンのグレインを成長させて、トランジスタ
の特性(特に移動度)を改良することが同時にできるこ
とにある。
その後Alをつけてフォトエツチングしてソース・ドレ
イン電極46.47を形成する。Alとポリシリコンは
このままではコンタクトがとれにくいのでこの後多少熱
処理をするか、弱いレーザビームを照射すればよい。
[効  果コ 本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対のガラスまた
は石英基板内に液晶が封入され、該基板上にマトリクス
状に配列されてなる画素電極、該画素電極に接続されて
なる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置の製造方法
において、該基板上にゲート電極を形成する工程、該ゲ
ート電極を酸化して該ゲート電極上にゲート酸化膜を形
成する工程、該ゲート酸化膜上に真性半導体層からなる
チャンネル領域を形成する工程、該チャンネル領域に接
してソースおよびドレイン電極を形成する工程からなる
ようにしたので、以下のような効果を有する。
すなわち、 (a)基板上に形成したゲート電極上にゲート絶縁膜を
形成した後、連続して真性半導体からなるチャンネル領
域を形成できるので、真性半導体と絶縁膜とのMO3界
面に不純物が残存することのない薄膜トランジスタを形
成できる。
(b)ゲート電極そのものを酸化することによってゲー
ト絶縁膜を形成できるので、ゲート電極とゲート絶縁膜
との付き回りがよく、欠陥のない緻密な絶縁膜が形成で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のアクティブマトリックスに用いたセルの
回路図である。 第2図はバルクシリコンを用いたセルの平面図である。 第3図は本発明のセル図である。 第4図(A)、 (B)はその実現例の平面図と断面図
である。 第5図は本発明の基板をパネルに実装した際の断面図で
ある。 第6図は本発明の他の実施例を示す図である。 7、 8. 9・・・コンタクトホール10・・・ポリ
シリコンゲート 11・・・コンデンサ3のポリシリコンの上部電極 13・・・AIによる駆動電極 26.27・・・1層目のポリシリコン25.29・・
・2層目のポリシリコン28・・・チャネル 31・・・石英基板 32.33・・・偏光板 34・・・反射板 35.36・・・透明基板 39・・・ネサ膜 37・・・ポリシリコン駆動電極 38・・・液晶体 40・・・ガラス基板 42.43・・・1層目ポリシリコン 45・・・2層目ポリシリコン 46.47・・・A1 48・・・チャネル 第4図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一対のガラスまたは石英基板内に液晶が封入され、該基
    板上にマトリクス状に配列されてなる画素電極、該画素
    電極に接続されてなる薄膜トランジスタを有する液晶表
    示装置の製造方法において、該基板上にゲート電極を形
    成する工程、該ゲート電極を酸化して該ゲート電極上に
    ゲート酸化膜を形成する工程、該ゲート酸化膜上に真性
    半導体層からなるチャンネル領域を形成する工程、該チ
    ャンネル領域に接してソースおよびドレイン電極を形成
    する工程からなることを特徴とする液晶表示装置の製造
    方法。
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